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以下では、出力を馬力またはワットで計算する方法と、いくつかの基本概念の説明と重要性を紹介します。 ステップ- {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/f\/fe\/Calculate-Power-Output-Step-1.jpg\/v4-460px-Calculate-Power-Output-Step-1.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/f\/fe\/Calculate-Power-Output-Step-1.jpg\/v4-728px-Calculate-Power-Output-Step-1.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 1まず基本的な概念を確認しましょう。電力は仕事が行われる速度です。仕事とは、力が不活性な物体を動かす、または抵抗を克服して一定の距離を動かす効率を測定するために使用される歴史的な用語です。
- 「仕事」を行うためには、力によって物体を一定の距離移動させる必要があることに留意する必要があります。たとえば、プロペラの推力が 300 ポンドで、ボートが 80 フィート移動した場合、行われた仕事は力 x 距離 = 300 x 80 = 24,000「フィートポンド」となり、プロペラは 24,000 フィートポンドの仕事を行ったことになります。
- 次に、物体が移動するのにかかる時間を考慮してください。たとえば、船の速度が毎秒 20 フィート (ft/sec) の場合、80 フィート移動するには 80/20 = 4 秒かかります。したがって、ボートのプロペラは 4 秒間に 24,000 フィートポンドの仕事をしたので、出力は 24,000/4 = 6,000 フィートポンド/秒 (ft-lb/sec) となります。
- 計時に関する歴史的背景を理解する。ガソリンと蒸気エンジンが発明される前（最初のプロペラ駆動船は1846年の英国王立艦隊で、風車のように見える6枚羽根のプロペラを使用していました）、馬は輸送において重要な役割を果たしていました。そのため、当時の人々は馬が一定時間内に行った仕事量を使って力を計算していました。多くの実験を経て、馬力の標準単位は 550 フィートポンド/秒に設定されました。 550 フィートポンド/秒は 1 馬力 (hp) に相当し、この標準は現在でも使用されています。
- 550 × 60 = 33,000 フィートポンド/分。馬力の単位でもあります。
- 電気機器や電子機器に限定されたもう 1 つの一般的な電力単位は、メートル・キログラム・秒 (MKS)、つまりワットです。 1 ニュートンの力が物体に作用して物体が 1 メートル移動した場合、行われた仕事は 1 ジュールになります。たった 1 秒しかかからなかった場合、電力は 1 ワットになります。つまり、1ワットは1秒あたり1ジュールです。
- {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/0\/00\/Calculate-Power-Output-Step-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Power-Output-Step-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/0\/00\/Calculate-Power-Output-Step-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Power-Output-Step-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 2現在の産業ニーズを考慮します。工業生産のほとんどの場合、40 マイル南に走る馬のような直線運動ではなく、回転する機械部品によって行われる作業を処理する必要があります。したがって、電気モーター、蒸気エンジン、タービン、内燃機関などの出力を測定する方法を知る必要があります。このため、トルクという単位が生まれました。
- トルクは、物体を回転させる力の傾向、または物体を軸を中心に回転させる能力の尺度です。 5 フィートの長さのハンドルを 20 フィートポンドの力で回すと、行う仕事は 5 x 20 = 100 フィートポンドになります。
- ここで、簡単に混乱してしまうことがあります。直線運動によって行われた仕事を計算する場合は、単に力と移動距離を掛け合わせます。ここでも力と距離を掛け合わせていますが、ここでの距離は「てこ距離」です。トルクを加えても、物体が動かなければ仕事は行われません。
- 仕事とトルクは同じ単位ですが、実際には大きく異なります。物体を回転させるトルクがなければ、仕事も力も生まれません。
- 仕事の単位はフィートポンド、トルクの単位はポンドフィートで、これら 2 つを区別します。
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- 仕事 = 5 x 20 x 2/5、40 フィートポンドになりますが、5 x 20 はいくらでしょうか?それがあなたが見ているトルクです。
- 「2/5」とは何ですか？ 2 フィートの直線変位をレバーアームの長さで割ると、軸の周りのラジアン数になります。ラジアンは物理学や工学でよく使われる単位で、円の特定の角度に対応する弧の長さを表します。ここでの弧の長さは 57° に非常に近い、つまり中心角 57° に対応する弧の長さと言えます。
- したがって、トルクによって物体はラジアン (θ) 度回転し、行われた仕事はトルク (L) に回転変位を掛けたもの、つまりフィートポンド単位の「仕事 = L × ラジアン (θ)」に等しいと言えます。
- {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/c\/cd\/Calculate-Power-Output-Step-4.jpg\/v4-460px-Calculate-Power-Output-Step-4.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/c\/cd\/Calculate-Power-Output-Step-4.jpg\/v4-728px-Calculate-Power-Output-Step-4.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 4モーターやエンジンによって生み出される回転力（馬力）が非常に重要であることに注意してください。この力は、回転する物体によって行われる仕事の力です。したがって：
- 回転力 = トルク X (ラジアン) / 時間 (秒)
- 物理学では、弧の速度の単位はラジアン/秒ですが、モーター、飛行機、ボートのエンジンのパワーには通常 rpm の単位が含まれているので、次のように変換する必要があります。
- 毎分回転数 (rpm) = 毎秒 60 回転 = 60 rps、毎秒 1 回転 = 毎秒 2 X π ラジアン。
- したがって、フィートポンド毎秒の電力がトルクLを生み出し、速度がS rpmの場合、
- 出力 = S/60 X (2 π) XL、ft-lb/秒単位。馬力の数値を求めるには、550 で割ります。
- モーターの馬力 = (2 π)/33,000 XLXS、ここで L はポンドフィート単位のトルクで、通常はプロニーブレーキによって生成されます)、S は rpm 単位の速度で、カウンター、フラッシュライト、またはレーザーを使用して測定できます。したがって、自動車やオートバイのエンジン性能曲線は、トルク対回転数、またはパワー (hp) 対エンジン速度 (rpm) で表すことができます。エンジニアはグラフを使用して、パフォーマンスが最高になる場所を把握できます。
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