机械效率

机械效率(英语:Mechanical efficiency),常用希腊字母η表示。是机械输出(有用功)和输入(动力功)的比值。用公式表示为[a]由于大多数机械是在接收输入的同时就输出功,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 与输入功率 的百分比,即。在初中物理,机械效率被定义为有用功与总功的比值,即[1]

滑轮

 
滑轮
 
滑轮组

滑轮(pulley)是可以绕着中心轴旋转的圆轮。在圆轮的圆周面具有凹槽,将绳索缠绕于凹槽,用力牵拉绳索两端的任一端,则绳索与圆轮之间的摩擦力会促使圆轮绕着中心轴旋转。[2]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 

 [3]
 
 [b]

影响因素

根据公式  可知,当物体重力一定时,动滑轮越重,机械效率越低,动滑轮重一定时,物体重力越大,机械效率越高。[4]

其它

斜面

 
斜面

斜面(inclined plane)是一种倾斜的平板,能够将物体比较不费力地从低处提升至高处,但提升这物体的路径长度也会增加。[5]斜面是古代希腊人提出的六种简单机械之中的一种。[6]假若斜面的斜度越小,则斜面与水平面之间的夹角越小,需施加于物体的作用力会越小,但移动距离也越长;反之亦然。假设移动负载不会造成能量的储存或耗散,则斜面的机械利益是其长度与提升高度的比率。用公式表达为 

常见效率

喷气系统 起重机 内燃机汽油发动机) 柴油发动机 涡轮水泵 滑轮组 电动机 火箭
16%-24% 40%-50% 22%-27% 28%-30% 60%-80% 50%-70% 80%-95% 49%-52%

美国电气制造商协会(NEMA)要求,1到4匹的小型电动机效率最小达到78.8%,125匹或以上的大型电动机最小达到92.4%。[来源请求]

参考资料

注释

  1. ^  表示输出功, 表示输入功。
  2. ^ 不计绳重和摩擦,计动滑轮重时公式为 ,其中 为物重, 为动滑轮重。

资料

  1. ^ 机械效率(PPT). : 7. 
  2. ^ Oxford English Dictionary. Oxford University Press. 1989. A wheel with a groove round its rim, a sheave. A wheel or drum fixed on a shaft and turned by a belt, cable, etc., 
  3. ^ 机械效率(PPT). : 18. 
  4. ^ 4.0 4.1 机械效率
  5. ^ Anderson, William Ballantyne. Physics for Technical Students: Mechanics and Heat. New York, USA: McGraw Hill. 1914: 112–122 [2008-05-11]. 
  6. ^ Moon, Francis; Moon, F. C., The machines of Leonardo da Vinci and Franz Reuleaux:kinematics of machines from the Renaissance to the 20th century illustrated, annotated, Springer: pp. 28, 2007, ISBN 9781402055980