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Motores. Potencia y rendimiento

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Subido el 22 de marzo de 2020 por Fernando J.

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Principios mecánicos para resolver problemas de motores propuestos en Tecnología Industrial.

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Hola chicos, voy a intentar declarar una serie de conceptos para que seáis capaces de hacer los problemas vosotros solos, ¿de acuerdo? 00:00:03
Si tenéis más dudas me preguntáis. 00:00:10
En primer lugar, el rendimiento de un motor, hay que tener claro esto, ¿vale? 00:00:11
El rendimiento de un motor es el cociente entre la energía disponible en el eje, ¿vale? 00:00:15
Y la energía que le comunicamos o le transmitimos al motor para que hiciera ese trabajo, ¿vale? 00:00:22
parte de ella se pierde 00:00:27
en calores, en rozamientos 00:00:29
y entonces no dispongo de toda la energía 00:00:31
que le comunique al motor 00:00:33
el cociente entre la energía útil 00:00:36
o disponible y la energía 00:00:38
absorbida es el rendimiento 00:00:40
y siempre menor que la unidad 00:00:42
pueden darnos los datos 00:00:43
de potencias, que será lo más común 00:00:46
entonces 00:00:48
es lo mismo, la potencia es la energía 00:00:49
entre la unidad de tiempo 00:00:52
el trabajo 00:00:53
que está comunicando al motor, que está disponible 00:00:55
para que se mueva una carga o acelere un vehículo 00:00:58
si lo dividimos entre la unidad de tiempo 00:01:02
es la potencia útil 00:01:06
esa potencia útil dividida entre la potencia absorbida 00:01:08
que es la que yo transmito al motor 00:01:11
ese cociente es el rendimiento 00:01:12
entonces simplemente 00:01:17
pondría en lugar de energías potencias 00:01:20
y tendría el rendimiento del motor, ¿de acuerdo? 00:01:23
Otra cosa importante es tener en cuenta la potencia que yo le transmito al motor, la potencia solvida. 00:01:29
Bueno, vamos a ver dos tipos de motores, los motores térmicos y los motores eléctricos, ¿vale? 00:01:43
Los primeros, los motores térmicos, tengo que tener muy claro cómo calculo esa potencia solvida. 00:01:49
la voy a calcular utilizando el poder calorífico del combustible 00:01:55
el poder calorífico del combustible es una característica de ese combustible 00:01:59
depende del tipo de combustible y es un dato del problema 00:02:03
y voy a utilizar ese dato para calcular la potencia calorífica 00:02:07
o la energía que yo introduzco en el motor en forma de energía química 00:02:12
simplemente es multiplicar el poder calorífico que vendrá dado en julios 00:02:17
por kilogramos, por gramos de combustible, por los gramos que consumo 00:02:21
y si lo divido en un tiempo, entre un tiempo 00:02:26
en el tiempo en el que yo hago ese consumo 00:02:30
de energía, pues voy a tener la potencia calorífica, si no lo divido pues tengo 00:02:34
la energía que yo le introduzco a ese motor, ¿vale? Acuerda siempre que potencia 00:02:37
es energía entre tiempo, ¿de acuerdo? El otro tipo de 00:02:42
motor es el motor eléctrico, para calcular la potencia absorbida 00:02:46
la potencia que absorbe el motor cuando es eléctrico, simplemente tengo que multiplicar el voltaje por la intensidad, ¿vale? 00:02:49
Voltaje en amperios, perdón, voltaje en voltios, intensidad en amperios, ¿de acuerdo? 00:02:57
Y eso sí es un motor de corriente continua, ¿vale? 00:03:03
Pero también hay motores de corriente alterna, ¿no? Ya los explicaremos con más detalle. 00:03:06
Los motores de corriente alterna, la expresión de la potencia también es voltaje por intensidad, 00:03:11
pero aparecen estos factores, coseno de phi raíz de 3 00:03:17
dependiendo si el motor es monofásico o trifásico 00:03:22
ya lo explicaremos con más detalle 00:03:26
pero la expresión de la potencia es esta 00:03:27
y el dato de coseno de phi vendrá en el problema 00:03:30
pero lo explicaremos con más detalle en otros vídeos 00:03:34
lo importante es quedarse con que la potencia solvida 00:03:38
se calcula multiplicando en los motores de corriente continua 00:03:41
el voltaje por la intensidad 00:03:45
ahora vamos a hablar un poco de los tipos de problemas que nos vamos a encontrar 00:03:48
he puesto dos tipos de problemas 00:03:54
uno que es un motor que eleva una carga a una distancia 00:03:55
una distancia h a una velocidad constante 00:04:01
entonces es muy fácil aquí calcular el trabajo 00:04:05
simplemente será el resultado de multiplicar la fuerza que tiene que hacer el motor 00:04:08
que es la contraria al peso 00:04:12
es decir, a la masa por la fuerza de la gravedad 00:04:15
por la distancia que elevo el ascensor o la carga 00:04:19
entonces eso me dará el trabajo 00:04:26
y luego si me dicen el tiempo en el que lo tengo que hacer 00:04:28
pues tendría la potencia 00:04:31
eso sería el trabajo o la potencia útil 00:04:33
la que yo necesito en el eje del motor 00:04:37
El otro tipo de problema es también muy sencillo, es un móvil que acelera. Entonces, es muy sencillo también, solo tengo que tener en cuenta que en estos problemas no necesito calcular la aceleración mediante la ecuación de fuerza igual a masa por aceleración, ¿vale? 00:04:39
Porque todo el trabajo se emplea en aumentar la energía cinética del vehículo. Esto se le llama el teorema de las fuerzas vivas, pero tampoco hace falta que vosotros os quedéis con eso. Simplemente con que es muy fácil y hay que calcular la energía cinética que tiene el vehículo en el instante inicial y en el instante final, restarlas, y eso me da el trabajo que he empleado para hacerlo, ¿vale? 00:05:01
entonces ese sería el trabajo útil 00:05:27
el que necesito 00:05:29
el que necesito 00:05:31
que me dé o que me proporcione el motor 00:05:33
¿de acuerdo? 00:05:35
y por último el concepto 00:05:40
de par motor 00:05:42
el par motor 00:05:43
es un momento 00:05:46
de giro 00:05:48
entonces es una fuerza 00:05:49
por el resultado de multiplicar una fuerza 00:05:52
por una distancia 00:05:54
por ejemplo en la bicicleta 00:05:56
para que os hagáis una idea 00:05:58
la fuerza que yo hago 00:06:00
en los pedales 00:06:02
multiplicada por la distancia 00:06:05
del pedal al eje de giro 00:06:06
ese sería el par motor 00:06:08
que en este caso lo haría yo que estoy pedaleando 00:06:10
en los motores 00:06:12
el par motor 00:06:13
es la capacidad 00:06:16
que tiene o la fuerza que va a tener 00:06:18
disponible en el eje para 00:06:20
girar o hacer girar una carga 00:06:22
cuando yo la conecte al eje del motor 00:06:24
entonces 00:06:26
lo voy a calcular utilizando esta expresión de aquí 00:06:28
como la potencia y el par motor están relacionados por la velocidad angular 00:06:31
pues en esta expresión puedo despejar el par motor 00:06:36
o calcular la potencia si me dan el par motor 00:06:40
tener en cuenta que esta potencia siempre es la potencia disponible en el eje 00:06:43
potencia igual a momento por velocidad angular 00:06:47
potencia en vatios, momento en newton por metro 00:06:52
y velocidad angular en radianes por 00:06:55
radianes entre segundo 00:06:57
si me dan revoluciones por minuto 00:06:58
pues tengo que pasarlo multiplicando 00:07:02
por 2pi dividiendo entre 60 00:07:04
pues eso es todo chicos 00:07:06
y espero que os ayude 00:07:08
y si no preguntadme 00:07:10
ánimo 00:07:11
Materias:
Física, Química, Tecnología Industrial
Autor/es:
Fernando Jiménez Hernández
Subido por:
Fernando J.
Licencia:
Reconocimiento - Compartir igual
Visualizaciones:
103
Fecha:
22 de marzo de 2020 - 12:17
Visibilidad:
Público
Centro:
IES MARIA DE MOLINA
Duración:
07′ 18″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
25.20 MBytes

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