Что такое мощность двигателя

мощность двигателя

мо́щность дви́гателя — характеризует полезную работу, производимую двигателем в единицу времени. Мощность газотурбинного двигателя N_е = G_в/N_уд зависит от секундного расхода воздуха G_в и удельной мощности N_уд (при G_в = 1 кг/с), определяемой параметрами термодинамического цикла. Авиационные газотурбинные двигатели работают с большими расходами воздуха, поэтому их мощность может достигать тысяч кВт при умеренных размерах и массе. В турбовальных двигателях практически вся полезная работа является механической работой вращения вала, используемой для привода несущего винта вертолёта, электрогенератора и т. д. Такая мощность называется эффективной мощностью . Турбореактивные двигатели и турбореактивные двухконтурные двигатели сочетают функции теплового двигателя и движителя. Полезная работа в них получается в виде работы силы тяги двигателя, используемой для перемещения летательного аппарата. К этим двигателям применяется понятие тяговой мощности N_тяг = PV, которая вычисляется как произведение тяги двигателя P на скорость полёта V. В турбовинтовом двигателе тяга создаётся в основном воздушным винтом и отчасти (до 12%) за счёт истечения из реактивного сопла струи газов. Мощность такого двигателя принято называть эквивалентной мощностью и вычислять по формуле N_э = N_в + P_р.с.V/η_в, где N_в — мощность на валу воздушного винта, P_р.с. — тяга, создаваемая реактивной струёй, и η_в — кпд воздушного винта.

А. М. Тихонов.

Энциклопедия «Авиация». — М.: Большая Российская Энциклопедия . Свищёв Г. Г. . 1998 .

Смотреть что такое «мощность двигателя» в других словарях:

Мощность двигателя — характеризует полезную работу, производимую двигателем в единицу времени. Мощность газотурбинного двигателя Ne = GB/Nуд зависит от секундного расхода воздуха GB и удельной мощности Nуд (при GB = 1 кг/с), определяемой параметрами… … Энциклопедия техники

мощность двигателя — 2.7 мощность двигателя: Мощность двигателя в киловаттах (ЕЭК)2). 2) Измеряется в соответствии с методом ЕЭК на основании ГОСТ Р 41.85 (Правила ЕЭК ООН № 85). Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

мощность двигателя — variklio galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Galia, nurodoma ant variklio korpuso arba jo naudojimo instrukcijoje. atitikmenys: angl. engine power; motor power vok. Motorleistung, f rus. мощность двигателя, f pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

мощность двигателя — variklio galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. engine power vok. Motorleistung, f rus. мощность двигателя, f pranc. puissance du moteur, f … Fizikos terminų žodynas

МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ — показатель, характеризующий производительность (полезную работу в единицу времени) двигателя. По полноте учета потерь энергии двигателя выделяют конструктивную М.д. – при этом различают теоретическую (без учета потерь энергии в двигателе),… … Большой экономический словарь

мощность двигателя — мощность двигателя — характеризует полезную работу, производимую двигателем в единицу времени. Мощность газотурбинного двигателя Nе = Gв/Nуд зависит от секундного расхода воздуха Gв и удельной мощности Nуд (при Gв = 1 кг/с), определяемой… … Энциклопедия «Авиация»

максимальная мощность двигателя — 3.5 максимальная мощность двигателя: Мощность двигателя в киловаттах, определенная по ГОСТ Р 41.85. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Максимальная мощность двигателя — наибольшая мощность, которую может развить двигатель в течение 1 ч без снижения его характеристик при последующей эксплуатации. Обычно за максимальную мощность двигателя принимают мощность, на 10% превышающую полную мощность двигателя. EdwART.… … Морской словарь

полезная мощность двигателя — 3.4.1 полезная мощность двигателя (engine net power): Полезная мощность двигателя в соответствии с ИСО 9249. Источник: ГОСТ Р ИСО 21467 2011: М … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Удельная мощность двигателя — отношение мощности двигателя к секундному расходу проходящего через него воздуха. Наиболее часто понятие У. м. используется для оценки совершенства ТВД и турбовальных ГТД, для которых У. м. отношение соответственно эквивалентной мощности ТВД… … Энциклопедия техники

Что такое мощность и крутящий момент

Думаю, Вы согласитесь, что способность машины рвануть с места, или набирать скорость с ходу, большинство наших автолюбителей оценивает в количестве породистых лошадей, спрятанных под капотом конкретной машины. А ведь однажды сам Карл Шелби сказал; — «лошадиные силы помогают продавать машины, но выигрывать гонки помогает крутящий момент». Так, что же такое мощность и крутящий момент? В чем же разница двух этих понятий и не одно ли это и тоже?

Что такое мощность двигателя? Наверное Вы слышали, что мощность электрического инструмента измеряется в киловатах, Вас это может удивить, но существую таблицы, где мощность бензиновых, а не электрических автомобилей, рядом с показателем лошадиных сил, обозначена и в киловатах.

Так вот, мощность — это единица работы, которую способен выработать двигатель. Как правило, максимальная мощность достигается на оборотах близких к максимальным, поэтому высокую максимальную мощность вырабатывают высокооборотистые двигатели.

Машины с высокой максимальной мощностью, очень хороши на высоких оборотах; — вспомните о мотоциклетных двигателях, которые крутятся свыше 10 000 оборотов и с одного литра объема, без никакого наддува выдают порядка 170-яти лошадиных сил.

Но представьте, что будет если такой; — литровый, мотоциклетный мотор поставить на седан снаряженной массой в 1 500кг? Машина в разы тяжелее мотоцикла и чтобы просто тронуться, такой мотор прийдется очень хорошо крутить, чтобы он произвел скрытые в нем лошадиные силы.

• Что же такое крутящий момент?

Здесь мы подходим к тому, что называется крутящий момент. Это усилие которое толкает Вас в спину при нажатии педали газа. Вот теперь представьте те же 170-ат лошадиных сил, но снятые уже не с мотоциклетного, а вполне гражданского мотора M20- ать от БМВ с 2. 5 литров объема. Суть в том, что эти 170-ат лошадиных сил достигаются скажем не на 13-ати тысячах оборотах, а уже на 5-яти; но важнее то, что благодаря большему объему и крутящего момента здесь больше. То есть Вы получаете ускорение не только за счет работы, произведенной раскрученным двигателем и переданной на маховик; но и от самого усилия при каждом такте; — оно здесь значительно больше, чем в мотоциклетном моторе.

Подумайте сами, — какое усилие сможет произвести один поршень мотоцикла, всего за одно поднятие в мертвую точку и воспламенение. Вам не кажется, что больший, автомобильный цилиндр произведет куда большее усилие?

• Оба параметра очень важны.

В очень широком смысле Карл Шелби был прав. Но скажите; — разве двигатель трактора, обладающий огромным крутящим моментом, сможет подойти для легкового автомобиля. Это такая же крайность как и установка мотоциклетного мотора на авто.

Из этого мы можем сделать, что для легкового автомобиля важны оба параметра. Машины с высокой мощностью, при одинаковых передаточных числах, способны набирать более высокую скорость на каждой передаче и максималку на высшей. При этом, если по крутящему моменту такая машина уступает менее мощной, но с высшим крутящим моментом, — она может отставать при разгоне. То есть; — более моментная машина может быстрее разогнаться на 3-ей скажем со 100 до 130-яти — 140-ока, но после из — за нехватки мощности, ей будет необходимо переключение, тогда как более мощная машина набрав обороты сможет получить более интенсивное ускорение на той же третей передаче, но уже допустим со 130ати до 150-яти.

И мощность и крутящий момент, — оба параметра очень важны и проектируя автомобиль всегда учитывается компромисс между этими параметрами.

• Отечественный Пример:

Вот возьмите в качестве примера первую Ладу Калину с более моментным, восьмиклапанным 1.6 и более мощным, лучше дышащим на высоких оборотах, шестнарем на 1.4л.

Последний мотор мощнее приблизительно на 10-ять лошадиных сил, но данная прибавка становится ощутима лишь на высоких оборотах. Более простой Восьмиклоп проще трогает груженою машину и на средних оборотах ему легче подыматься в гору, но из -за лучшей продувки камеры сгорания, на оборотах 16-ати клапанный мотор крутится веселее и это дает выиграш в мощности, но уже на высоких оборотах.

Кстати, — не нужно думать, что 4ре клапана на цилиндр всегда лучше, чем 2. Дело ведь не в их числе, а в пропускной способности. Ярким тому примером служат американские двигатели HEMI. Вы не любите и не уважаете американский автопром? — так у Ferrari F12 также по 2-ва клапана на каждый из ее V12- ать.

Если Вам самим доведется побывать на СТО обслуживающим БМВ, возможно в поле Вашего зрения попадут клапана от легендарного M50b25 ( где их по четыре) и клапана с M30B35. Последний мотор имеет по два клапана, но объем этого мотора на литр больше и клапана там существенно больше.

Крутящий момент — что это такое?

Автолюбители постоянно спорят о том, чей двигатель мощнее, но не все знают, из чего складывается этот параметр. Всем знакомый термин «лошадиная сила» был предложен изобретателем Джеймсом Уаттом в восемнадцатом веке. Идея появилась у изобретателя, пока он наблюдал за лошадью, запряженной в машину, поднимавшую уголь из шахты.

Расчеты показали, что одна лошадь способна за минуту поднять 150 кг угля на высоту 30 метров.Н•м (Ньютон-метр) — единица измерения момента силы, входящая в международную систему единиц«СИ». Лошадиная сила стала «несистемной» величиной для измерения мощности. Одна лошадиная сила равна 735,5 Вт (Ватт — системная единица измерения, названная в честь того же английского ученого). Впоследствии лошадиные силы стали применять для обозначения мощности двигателя автомобиля.

Что интересует людей, изучающих технические характеристики того или иного автомобиля? В первую очередь мощность, затем расход топлива и максимальная скорость. О крутящем моменте вспоминают редко. А зря.

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент двигателя – это тяговая характеристика двигателя, которая в отличие от мощности дает весьма отдаленное представление об истинных возможностях автомобиля. Для того чтобы наиболее полно ответить на вопрос: «Крутящий момент что это?», необходимо, прежде всего, уяснить, что момент двигателя и момент на колесах автомобиля – это две большие разницы. Крутящий момент двигателя, будучи величиной, равной силе на плечо (Н*м) – сила давления сгоревших в двигателе газов через поршень и шатун на плечо кривошипа коленвала, показывает лишь потенциал мотора, а сам автомобиль, в конечном итоге, движет крутящий момент на колесах.

Для оценки реальных тягово-динамических возможностей автомобиля на основе крутящего момента двигателя, необходимо провести довольно утомительный расчет крутящего момента на колесах автомобиля. Для данного расчета также понадобятся, указанные в технических характеристиках, величины оборотов двигателя, передаточных чисел КПП и главной передачи, диаметра колес и т.д. Тогда как указанная величина мощности двигателя, не требуя дополнительных данных и расчетов, наглядно демонстрирует тягово-динамические возможности автомобиля, то есть крутящий момент на колесах.

Пример №1. Суперкар мощностью 500 сил с крутящим моментом двигателя 500 Н*м и магистральная фура-тягач с отдачей 500 сил и 2500 Н*м, на колесах, тем не менее, имеют абсолютно равный крутящий момент при движении с одинаковой скоростью на оборотах максимальной мощности: М (момент на колесах, приводящий машины в движение) = N (мощность двигателя) / n (обороты колеса, при условии, что у суперкара и фуры они одинакового диаметра).

Вывод: цифра мощности отражает тягу и динамику автомобиля, а цифра крутящего момента двигателя, не учавствующая в вычислениях, может быть любой и не имеет значения.

Пример №2. Зайдем с другой стороны. Тот же суперкар и фура с вышеуказанными характеристиками (аналоги Porsche 911 GT3 RS 4.0, Scania R500 и многие другие суперкары и грузовики), как правило, имеют максимальные обороты двигателя около 9000 и 1800 соответственно. Для того чтобы компенсировать пятикратную разницу в оборотах (иметь ту же скорость движения), на фуре придется применять в пять раз более «длинную» трансмиссию, которая, соответственно, будет передавать в 5 раз меньше момента на колеса: 2500 Н*м делим на 5 и получаем те же 500 Н*м (приведенный момент), как в суперкаре.

Вывод: мы получили то же равенство тягово-динамического потенциала машин равной мощности, что и в примере №1.

Роль мощности в крутящем моменте

Мощности и крутящему моменту уделяют много внимания, ведь именно они наглядно показывают важнейшие характеристики грузового и легкового транспорта. Более того, эти цифры важны для определения поведения автомобиля в реальных условиях езды.

Крутящий момент — показатель работы двигателя, а мощность — основной показатель выполнения этой работы. Например, редуктор может напрямую влиять на функционирование мотора. Так, пикап для большего крутящего момента способен работать на низкой передаче, к примеру, при выполнении каких-либо задач: транспортировка очень больших и тяжелых грузов. Но если Dodge RAM 1500 или Saturn SL1 поедут на одной передаче, то грузоподъемность первого будет значительно выше по причине большего числа лошадиных сил. Получается, что чем больше производится л.с., тем больше потенциал крутящего момента.

Отметим, что это именно потенциал, который применяется в реальных условиях через трансмиссию и полуоси автомобиля. Соединение этих элементов вместе определяет, как мощность может переходить в крутящий момент.

Чтобы понять всё вышесказанное, рассмотрим отличия трактора от гоночного автомобиля.У гоночного автомобиля л.с. много, однако крутящий момент здесь нужен для увеличения скорости через редуктор. Чтобы такая машина двигалась вперед, нужно совсем немного работы, так что основная часть мощности направлена на развитие скорости.

Что касается трактора, то у него может быть мотор с таким же объемом, который вырабатывает столько же л.с. Мощность здесь необходима для работы через редуктор. Как известно, трактор не развивает высоких скоростей, но он может легко буксировать и толкать немалые грузы. Крутящий момент и мощность двигателя тесно связаны, но они выполняют абсолютно разные функции в работе легкового и грузового транспорта.

Как повысить крутящий момент?

Дорогие и сложные способы увеличения мощности и крутящего момента

Дорогостоящие и сложные способы подразумевают внутреннее вмешательство в устройство двигателя автомобиля (технический тюнинг) и требуют значительных временных затрат на исполнение и большого опыта специалиста, осуществляющего тюнинг, а так же очень значительных финансовых вложений со стороны заказчика. При этом разница в работе двигателя автомобиля после осуществления дорогостоящего технического тюнинга будет очень ощутимой, но и заметно скажется на его моторесурсе. В дальнейшем ремонт форсированного двигателя будет сильно бить по карману, если Вам вообще удастся найти исполнителей. К дорогостоящим способам увеличения мощности и крутящего момента двигателя относятся:

Установка наддува на атмосферный двигатель

Это самый дорогостоящий и сложный способ технического тюнинга автомобиля, включающий в себя ряд сложных мероприятий (подбор нагнеталеля, форсирование двигателя, доработка коллекторов, тестирование и т.д. и т.п.). При этом установка наддува может в огромной степени увеличить как мощность, так и крутящий момент за счет значительного увеличения поступаемого в камеру сгорания воздуха. Наддув бывает двух типов: наиболее распространенный турбонаддув (анг. «turbocharger») и механический наддув (компрессор, анг. «supercharger»).

Замена двигателя

Определенно чтобы увеличить мощность и крутящий момент таким способом требуется большой опыт исполнителя и значительные финансовые затраты как на новый мотор, так и на его установку, которая подразумевает под собой ряд мероприятий: определение подходящего двигателя для замены, доработка подкапотного пространства, подключение электрики, замена ЭБУ и прочее.

Форсирование

Подразумевает механическое вмешательство в устройство двигателя: замена определенных его элементов (например, распредвала, дроссельной заслонки или турбины) на спортивные, а так же расточка блока цилиндров, что приведет к увеличению объема мотора и соответственно к увеличению мощности и крутящего момента. Кроме того, двигатель станет намного требовательнее к обслуживанию.

Бюджетные и доступные способы увеличения мощности и крутящего момента

Так же существуют менее затратные и доступные способы, не подразумевающие технического вмешательства в устройство двигателя. Основным принципом подобных методов является устранение ограничителей в работе двигателя, предусмотренных изготовителем в целях соответствия автомобиля экологическим стандартам, а так же в целях снижения числа гарантийных обращений в сервисные центры. К доступным способам увеличения мощности относятся:

Чип-тюнинг

Программная оптимизация работы двигателя, подразумевает собой изменение установленных заводом параметров работы ЭБУ различными методами: с помощью электронных модулей или при помощи ручной корректировки («прошивки») программы блока управления. Электронные модули имеют большой ряд преимуществ перед услугой «прошивки» ЭБУ, а негативные отзывы в их сторону, как правило, не подкреплены никакими фактами. При этом новейшие электронные модули ProRacing OBD способны автоматически, автономно и безопасно увеличивать скоростные характеристики автомобилей. Чип-тюнинг — самый действенный из бюджетных способов увеличения мощности и крутящего момента и не требующий никакого технического вмешательства. Кроме того, грамотный чип-тюнинг способствует снижению расхода топлива.

Доработка или замена системы впуска воздуха

Это достигается установкой фильтра нулевого сопротивления либо полной заменой штатной системы впуска. В первом случае прирост мощности будет в пределах 2-5% за счет снижения сопротивления фильтрующего элемента входящему потоку воздуха, во втором же случае увеличение может быть весьма значительным не только за счет снижения сопротивления фильтра, но и за счет увеличения поступления холодного воздуха. Данный способ заслуживает подробного изучения и требует правильного подхода к осуществлению, иначе можно серьезно навредить двигателю либо просто не ощутить результат.

Доработка или замена системы выпуска выхлопных газов

В угоду экологии, а так же для значительного снижения исходящего шума стандартная система выхлопа в определенной мере ограничивает возможности двигателя. Определенные меры, например, замена катализатора на пламегаситель и удаление антисажевого фильтра, облегчат «выдох» двигателя и обеспечат определенное количество дополнительных лошадиных сил и ньютон-метров. Более дорогим, но и более действенным способом является полная замена штатной выхлопной системы на спортивную. Это даст не только заметную прибавку мощности и крутящему моменту, но и уровняет срок жизни выхлопной системы со сроком жизни автомобиля в целом, т.к. спортивные системы выхлопа изготавливаются из качественной нержавеющей стали.

Использование качественных расходных материалов

Иридиевые свечи зажигания

Данный способ нельзя назвать тюнингом, но это не значит, что им нужно пренебрегать. Использование качественных и дорогих расходных материалов, таких как моторное масло, фильтры, свечи зажигания, а так же топливо, самым непосредственным образом влияют как на мощность, так и на крутящий момент. Отдельным пунктом можно выделить использование дорогих иридиевых или платиновых свечей зажигания, которые очень значительно влияют на работу бензиновых двигателей и способны не только увеличить мощность и крутящий момент, но и снизить расход топлива.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Что такое мощность двигателя

Это мощность двигателя, с которой он мог бы работать в номинальном режиме — режиме эффективной работы на протяжении длительного времени (не менее нескольких часов). Номинальная мощность измеряется в Вт (кВт) или лошадиных силах (л.с.) и указывается на щитке электрической машины вместе с остальными основными характеристиками.

номинальная мощность электродвигателя

При нагрузках, меньших P_ном, мощность двигателя развивается в полной мере. При загрузке двигателя до номинальной мощности на сравнительно короткий промежуток времени можно считать, что он не используется в полную силу. В такой ситуации бывает целесообразна его кратковременная перегрузка, предел которой определяется перегрузочной мощностью двигателя.

В паспорте электродвигателя заводом-изготовителем всегда указываются номинальные величины мощности P_ном, напряжения U_ном, коэффициента мощности cosϕ_ном, номинальная угловая скорость двигателя ω_ном.

Расчет номинальной мощности

Метод эквивалентного тока

Применим для расчета номинальной мощности при обязательном соблюдении во время работы неизменности показателей мощности потерь в обмотках двигателя, складывающейся из постоянной и переменной величин мощности, сопротивлений обмоток ротора и статора, потерь на механическое трение. Зная номинальный коэффициент мощности, показатели эквивалентного тока и номинального напряжения, возможно рассчитать номинальную мощность электродвигателя:

где I_эк – показатель эквивалентного тока,

U_ном – номинальное напряжение,

cosϕ_ном – номинальный коэффициент мощности, повышающийся с увеличением мощности и номинальной угловой скорости вращения ротора, а также зависящий от нагрузки. Для большинства электродвигателей составляет 0,8-0,9.

Метод эквивалентного момента

Электродвигатели любого типа имеют пропорциональный произведению тока и величине магнитного потока вращающий момент. Метод эквивалентного момента для расчета номинальной мощности используется в тех случаях, когда условия применяемой нагрузки определяют непосредственно требуемый от двигателя момент, а не ток. Для синхронных и асинхронных машин переменного тока коэффициент мощности cosϕ приближенно принимается за постоянную величину:

где М_вр – значение вращающего момента,

ω_ном – номинальная угловая скорость двигателя.

Определение номинальной мощности опытным путем

Указанная в паспорте или щитке устройства номинальная мощность будет равна этому значению только при оптимальной нагрузке на вал, определяемой заводом-изготовителем для номинального режима. На что ориентироваться, если по каким-то причинам не сохранился паспорт или стерлись надписи на табличке?

Помогут практические измерения и счетчик электроэнергии:

Необходимо полностью отключить все прочие источники потребления электроэнергии: освещение, электроприборы и т.д.

В случае использования электронного счетчика следует подключить двигатель под нагрузкой на 5-6 минут, на электронном дисплее отобразиться величина нагрузки в кВт.

Дисковый счетчик проводит измерения в кВт∙час. Следует записать последние показания и включить двигатель на 10 минут с точностью до секунды. После остановки электромашины отнять из полученного значения записанные показания и умножить на 6. Полученное число и будет являться активной механической мощностью двигателя.

1. Для маломощных двигателей можно подсчитать количество оборотов диска счетчика, для каждого из которых указана, чему равна величина полных оборотов в единицах мощности. Несложные расчеты помогут определить искомую величину мощности.

При использовании этого метода важно правильно подобрать нагрузку, поскольку при ее недостаточности или перегрузке определяемый показатель будет далек от номинальной мощности электродвигателя.

Мощность в физике — виды, формулы и определение с примерами

Одинаковую работу можно совершить за разные промежутки времени. Например, можно поднять груз за минуту, а можно поднимать этот же груз в течение часа.

Физическую величину, равную отношению совершенной работы

Единицей мощности в SI является джоуль в секунду (Дж/с), или ватт (Вт), названный так в честь английского изобретателя Дж. Уатта. Один ватт — это такая мощность, при которой работу в 1 Дж совершают за 1 с. Итак,

Человек может развивать мощность в сотни ватт. Чтобы оценить, насколько могущество человеческого разума, создавшего двигатели, больше «могущества» человеческих мускулов, приведем такие сравнения:

• мощность легкового автомобиля примерно в тысячу раз больше средней мощности человека;
• мощность авиалайнера примерно в тысячу раз больше мощности автомобиля;
• мощность космического корабля примерно в тысячу раз больше мощности самолета.

Мощность

Механическая работа всегда связана с движением тел. А движение происходит во времени. Поэтому и выполнение работы, как и превращение механической энергии, всегда происходит на протяжении определенного времени.

Работа выполняемая на протяжении определенного времени:

Простейшие наблюдения показывают, что время выполнения работы может быть разным. Так, школьник может подняться по лестнице на пятый этаж за 1-2 мин, а пожилой человек — не меньше чем за 5 мин. Грузовой автомобиль КрАЗ может перевезти определенный груз на расстояние 50 км за 1 ч. Но если этот груз частями начнет перевозить легковой автомобиль с прицепом, то потратит на это не меньше 12 ч.

Для описания процесса выполнения работы, учитывая его скорость, используют физическую величину, которая называется мощностью.

Что такое мощность

Мощность — это физическая величина, которая показывает скорость выполнения работы и равна отношению работы ко времени, за которое эта работа выполняется.

Так как при выполнении работы происходит превращение энергии, то можно считать, что мощность характеризует скорость превращения энергии.

Как рассчитать мощность

Для расчета мощности нужно значение работы разделить на время, за которое эта работа была выполнена:

Если мощность обозначить латинской буквой , то формула для расчета мощности будет такой

Единицы мощности

Для измерения мощности используется единица ватт (Вт). При мощности 1 Вт работа 1 Дж выполняется за 1 с:

Единица мощности названа в честь английского механика Джеймса Уатта, который внес значительный вклад в теорию и практику построения тепловых двигателей.

Джеймс Уатт (1736-1819) — английский физик и изобретатель.

Главная заслуга Уатта в том, что он отделил водяной конденсатор от нагревателя и сконструировал насос для охлаждения конденсатора. Фактически он увеличил разность температур между нагревателем и конденсатором (холодильником), благодаря чему увеличил экономичность паровой машины. Позже теоретически это обоснует Сади Карно.

Он один из первых высказал предположение, что вода — это сложное вещество, состоящее из водорода и кислорода.

Как и для других физических величин, для единицы мощности существуют производные единицы:

Пример №1

Определить мощность подъемного крана, если работу 9 МДж он выполняет за 5 мин.

Дано:

Решение

По определению поэтому

Ответ. Мощность крана 30 кВт.

Пример №2

Человек массой 60 кг поднимается на пятый этаж дома за 1 мин. Высота пяти этажей дома равна 16 м. Какую мощность развивает человек?

Дано:

Решение

По определению

Работа определяется

Тогда

Ответ. Человек развивает мощность 160 Вт.

Зная мощность и время, можно рассчитать работу:

Скорость движения зависит от мощности

Мощность связана со скоростью соотношением:

где — сила, которая выполняет работу; — скорость движения.

Если известны мощность двигателя и значения сил сопротивления, то можно рассчитать возможную скорость автомобиля или другой машины, которая выполняет работу:

Таким образом, из двух автомобилей при равных силах сопротивления большую скорость будет иметь тот, у которого мощность двигателя больше.

Каждый конструктор знает, что для увеличения скорости движения автомобиля, самолета или морского корабля нужно или увеличивать мощность двигателя, или уменьшать силы сопротивления. Поскольку увеличение мощности связано с увеличением потребления топлива, то средствам современного транспорта, как правило, придают специфическую обтекаемую форму, при которой сопротивление воздуха будет наименьшим, а все подвижные части изготавливают так, чтобы сила трения была минимальной.

Итоги:

• Существуют два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная.
• Если тело перемещается или деформируется под действием силы, то выполняется механическая работа.
• Простыми механизмами являются рычаги и блоки.
• Ни один простой механизм не дает выигрыша в работе.
• Качество механизма определяется коэффициентом полезного действия, который определяет часть полезной работы в общей выполненной работе.
• Тело, при перемещении которого может быть выполнена работа, обладает энергией.
• Взаимодействующие тела обладают потенциальной энергией.
• Движущееся тело обладает кинетической энергией, которая зависит от скорости и массы тела.
• Потенциальная и кинетическая энергии могут превращаться друг в друга. Такие превращения происходят в равной мере, если отсутствуют силы трения.
• Сумму кинетической и потенциальной энергий называют полной механической энергией системы.
• В замкнутой системе при отсутствии сил трения сумма кинетической и потенциальной энергий остается постоянной.
• Закон сохранения и превращения энергии подтверждает невозможность существования вечного двигателя (perpetuum mobile).
• Мощность характеризует скорость превращения одного вида энергии в другой.

Механическая работа и мощность

С помощью импульса невозможно описать все случаи взаимодействия. Поэтому в физике применяют еще и понятие механической работы.
В механике работа зависит от значения и направления силы, а также перемещения точки ее приложения. Из курса физики 8 класса вам известно, что

где F — значение силы, действующей на тело; s — модуль перемещения тела.

Если сила F постоянна, а перемещение прямолинейное (рис. 2.65), то работа

где s = — угол между направлением действия силы и перемещения.

Робота является величиной скалярной. Произведение — проекция действующей силы на направление перемещения.

Легко заметить, что если 0).

Пример №4

Решим предыдущую задачу для случая, когда девочка удерживает санки, съехавшие с горки (рис. 2.67). В данном случае = 150°.
Дано:

F = 50 Н, s = 20 м,

= 150°.

А = 50 Н • 20 м • (-0,87) -870 Дж.

Ответ: А = -870 Дж (работа силы отрицательная, поскольку cos 150° . c = 1 Дж. Часто используются более крупные внесистемные единицы работы и энергии: киловатт-час (кВт . ч) и мегаватт-час (МВт . ч):

1 кВт . ч= 1000кВт . 3600 с = 3,6∙ 10 6 Дж;

1 МВт . ч= 1000кВт . 3600 с = 3,6∙ 10 9 Дж.

При движении любого тела на него в общем случае действует несколько сил. Каждая сила совершает работу, и, следовательно, для каждой силы мы можем вычислить мощность.

Наиболее общее выражение для работы постоянной силы, направленной под углом к направлению движения. А = F∆rcos . Поэтому средняя мощность этой силы:
(3)

так как — модуль средней скорости тела.

Ясно, что если модуль силы в некоторой момент времени равен F и модуль мгновенной скорости υ, а угол между ними alt=»Мощность в физике — виды, формулы и определение с примерами» />, то мгновенное значение мощности этой силы:
P = Fυcos alt=»Мощность в физике — виды, формулы и определение с примерами» />. (4)

Как следует из формулы (4), при заданной мощности мотора сила тяги тем меньше, чем больше скорость движения автомобиля. Вот почему водители при подъеме в гору, когда нужна наибольшая сила тяги, переключают двигатель на пониженную передачу. Для движения по горизонтальному участку с постоянной скоростью достаточно, чтобы сила тяги преодолевала силу сопротивления движению. Формула (4) позволяет объяснить, что быстроходные поезда, автомобили, корабли, самолеты нуждаются в двигателях большой мощности и конструкции, обеспечивающей как можно меньшую силу сопротивления.

Любой двигатель или механическое устройство предназначены для выполнения определенной механической работы. Эта работа называется полезной работой. Для двигателя автомобиля — это работа по его перемещению, для токарного станка — работа по вытачиванию детали и т. п.
В любой машине, в любом двигателе полезная работа всегда меньше той энергии, которая затрачивается для приведения их в действие, потому что всегда существуют силы трения, работа которых приводит к нагреванию каких-либо частей устройства. А нагревание нельзя считать полезным результатом действия машины.

Поэтому каждое устройство характеризуется особой величиной, которая показывает, насколько эффективно используется подводимая к нему энергия. Эта величина называется коэффициентом полезного действия (КПД) и обычно обозначается греческой буквой η (эта).

Коэффициентом полезного действия называется отношение полезной )аботы, совершенной машиной за некоторый промежуток времени, ко всей утраченной работе (подведенной энергии) за тот же промежуток времени:
(5)

Коэффициент полезного действия обычно выражается в процентах, поскольку и полезную, и затраченную работы можно представить как произведение мощности на промежуток времени, в течение которого работала машина, то коэффициент полезного действия можно определить следующим образом:

где P_n и Р₃ — полезная мощность и затраченная мощность соответственно.

Главные выводы:

1. Мощность численно равна работе, которую совершает сила в единицу времени.
2. Мощность силы равна произведению силы на скорость тела и косинус угла между направлением силы и скорости в данный момент времени.
3. Коэффициентом полезного действия называется отношение полезной работы, совершенной машиной за некоторый промежуток времени, ко всей затраченной работе (подведенной энергии) за тот же промежуток времени.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Транспортный налог 2021: кто должен платить

До 1 декабря 2021 года физлицам нужно заплатить транспортный налог.

Владелец Форда Фокуса из Москвы заплатит около трех тысяч рублей, за Пежо 408 в Брянске начислят чуть больше двух тысяч, а за Тойоту Камри в Хабаровске могут насчитать почти 15 тысяч налога.

Что это за налог, как его посчитать, как заплатить и можно ли сэкономить — обо всем в одной статье.

Что вы узнаете

Что такое транспортный налог

Транспортный налог — это один из трех имущественных налогов, которые должны платить граждане. Еще его платят фирмы, но у них свои условия и сроки. В статье рассказываем о транспортном налоге для физлиц, включая ИП.

Этот налог касается только собственников транспортных средств, а не вообще всех. Если у вас нет машины, мотоцикла или яхты, можете не читать эту статью. Почитайте лучше, как пользоваться каршерингом. А если только задумываетесь о покупке, посчитайте, выгодно ли вообще содержать машину.

Транспортный налог — региональный. Это значит, что деньги налогоплательщиков не поступают в федеральный бюджет, а остаются в регионах. Потом их тратят на строительство дорог, школ, больниц, зарплату губернатора и еще какие-то важные для области, республики или края цели. Этот налог не идет на содержание армии, материнский капитал или выплату пенсий по выслуге лет.

Кто платит транспортный налог

Транспортный налог платят собственники транспортных средств. То есть не те, кто ездит на машине или мотоцикле, а те, на кого это имущество оформлено по документам, если это разные люди.

Этот налог начисляют владельцам такого транспорта:

1. Автомобилей.
2. Мотоциклов и мотороллеров.
3. Автобусов.
4. Самоходных машин.
5. Снегоходов и мотосаней.
6. Самолетов и вертолетов.
7. Яхт, катеров, моторных лодок, гидроциклов.

Есть виды транспорта, на которые налог не начисляют. Например, если автомобиль специально оборудован для инвалида. Или если у машины мощность меньше 100 лошадиных сил и ее купили через соцзащиту. На весельную лодку и молоковоз налога тоже нет.

Дальше мы будем говорить об автомобилях, но правила универсальные для всех транспортных средств.

Транспортные средства нужно регистрировать. Например, при покупке машины новый собственник оформляет ее на себя. Он не просто подписывает договор купли-продажи с автосалоном или бывшим владельцем, а идет в ГИБДД и говорит: «Теперь владелец машины я, зафиксируйте это». И ГИБДД фиксирует.

После этого в течение 10 дней информация о смене собственника попадает в налоговую инспекцию. Теперь там знают: машина больше не принадлежит тому человеку, а принадлежит вот этому. Значит, и транспортный налог за эту машину мы теперь начислим новому владельцу. За тот год, когда продали машину, налог начислят обоим владельцам. Каждый заплатит за тот период, когда он был собственником.

Расчет транспортного налога

Владельцам автомобилей не нужно считать транспортный налог самостоятельно. Для физлиц это делает налоговая инспекция. Она сама узнает, что кому принадлежит из транспорта, какая мощность двигателя у автомобиля и как долго он находится у владельца. Каждый год сумму налога указывают в уведомлении.

Налоговое уведомление присылают налогоплательщику по почте или через личный кабинет на сайте nalog.gov.ru. Указанную там сумму нужно просто заплатить, а считать ничего не придется. Но это касается только физлиц, включая ИП: компания считает транспортный налог сама и платит его чаще раза в год.

При исчислении транспортного налога инспекция учитывает такие показатели:

1. Налоговую базу, например мощность двигателя автомобиля. Это показатель, который потом умножают на ставку налога. Налоговую базу берут из документов на транспорт.
2. Налоговую ставку: сколько стоит одна единица налоговой базы. Например, сколько нужно заплатить за одну лошадиную силу.
3. Период владения: сколько месяцев машина принадлежала конкретному человеку.
4. Повышающий коэффициент. Его устанавливают для некоторых моделей дороже 3 млн рублей. Список таких машин каждый год определяет Минпромторг — его публикуют на официальном сайте.

Все это учитывается автоматически. Но все равно стоит проверять налоговые уведомления: какая мощность двигателя там указана, нет ли давно проданной машины и за сколько месяцев начислен налог.

Если хотите узнать, сколько надо будет заплатить за конкретную машину, используйте калькулятор на сайте nalog.gov.ru — там уже все учтено.

Ставки транспортного налога

Каждый регион сам решает, сколько его жители будут платить транспортный налог. В налоговом кодексе есть общие ставки для всех, но регионы могут их менять, например уменьшить или увеличить, но не более чем в десять раз.

Обычно ставка зависит от мощности двигателя. Каждая лошадиная сила стоит сколько-то рублей. Еще ставка может быть установлена в зависимости от тяги, вместимости и даже просто на единицу транспортного средства.

Ставки транспортного налога могут быть дифференцированными. Это значит, что ставка зависит от года выпуска. Например, у двух собственников машина одной и той же мощности, но за более старую нужно платить больше.

Ставка налога тоже видна в калькуляторе.

Проверить все ставки транспортного налога для разных автомобилей, мотоциклов и яхт можно на сайте ФНС: там есть справочная информация по каждому региону и номера законов.

Если регион не установил свои ставки, то используют указанные в налоговом кодексе. Но федеральные ставки гораздо ниже региональных. Для сравнения: по налоговому кодексу для машины мощностью 200 лошадиных сил ставка составляет 5 Р , а фактическая ставка за такую мощность в Москве — 50 Р , в Хабаровске — 30 Р , а в Брянске — 40 Р . Возможностью увеличивать базовые ставки регионы пользуются по полной программе — вот таблица налога на лошадиные силы в Москве. .