机械效率()是机械输出功(有用功)和输入功(总功)的比值,常用希腊字母η表示。用公式表示为\eta =\frac{W_h}{W_a}\times 100\%。由于大多数机械是在接收输入功的同时就输出功,而且输入输出的快慢也互相适应,所以机械效率又可定义为输出功率N_0与输入功率N_I的比值,即\eta =\frac{N_0}{N_I}\times 100\%。
滑轮
滑輪()是可以繞著中心軸旋轉的圓輪。在圓輪的圓周面具有凹槽,將繩索纏繞於凹槽,用力牽拉繩索兩端的任一端,則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞著中心軸旋轉。根据特点滑轮可分为动滑轮、定滑轮以及滑轮组。
滑轮的机械效率为有用功与总功之比,即:
\begin{align}
\eta & =\frac{W_h}{W_a} \\
& =\frac{G\cdot h}{F\cdot s} \\
& =\frac{G\cdot h}{F\cdot nh} \\
& =\frac{G}{nF} \\
\end{align}
其中W_h为有用功,W_a为总功,G为物重,F为对绳索施加的拉力,h为物体上升的高度,s为拉动绳索的距离,n为两滑轮之间绳索的股数。
不计绳重和摩擦,计动滑轮重时,可推算机械效率为\eta =\frac{G}{G+G'},其中G为物重,G'为动滑轮重。
影响因素
根据公式\eta=\frac{G}{nF}或\eta =\frac{G}{G+G'}可知:当物体重力一定时,动滑轮越重,机械效率越低;当动滑轮重一定时,物体重力越大,机械效率越高。
其它
*滑轮与轴以及与绳之间的摩擦
斜面
斜面()是一種傾斜的平板,能夠將物體比較不費力地從低處提升至高處,但提升這物體的路徑長度也會增加。斜面是古希臘人提出的六種簡單機械之中的一種。假若斜面的斜度越小,則斜面與水平面之間的夾角越小,需施加於物體的作用力會越小,但移動距離也越長;反之亦然。假設移動負載不會造成能量的儲存或耗散,則斜面的機械利益是其長度與提升高度的比率。用公式表达为\eta =\frac{W_h}{W_a}=\frac{G\cdot h}{F\cdot l}。
常见效率
美国电气制造商协会(NEMA)要求,1到4匹的小型電動機效率最小達到78.8%,125匹或以上的大型電動機最小達到92.4%。
注释
参考资料
נצילות מכנית
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