La diferencia entre par y potencia ...

La diferencia entre par y potencia es una pregunta que se hacen muchos curiosos. Y es comprensible, ya que estos dos datos son de los más estudiados en las fichas técnicas de nuestros coches. Así que sería interesante insistir en eso, aunque no sea necesariamente lo más obvio...

Antes que nada aclaremos que la pareja se expresa en Newton. Metro y fuerza en Caballo de fuerza (cuando hablamos de una máquina, porque las ciencias y las matemáticas usan Vatio)

¿Es realmente una diferencia?

De hecho, no será fácil separar estas dos variables, ya que están relacionadas entre sí. Es como preguntar cuál es la diferencia entre el pan y la harina. No tiene mucho sentido, porque la harina es parte del pan. Sería mejor comparar los ingredientes entre sí (por ejemplo, agua frente a la harina en caso de necesidad) que comparar un ingrediente con un producto terminado.

Intentemos explicar todo esto, pero al mismo tiempo dejar claro que cualquier ayuda de su lado (a través de los comentarios al pie de la página) será bienvenida. Cuantas más formas diferentes haya de explicarlo, más usuarios de Internet comprenderán la conexión entre estos dos conceptos.

La potencia es el resultado de emparejar (redacción un poco pesada, lo sé bien...) la velocidad de rotación.

Matemáticamente, esto da lo siguiente:

( π X Torque en Nm X Mode) / 1000/30 = Potencia en kW (que se traduce en caballos de fuerza si luego queremos tener un "concepto más automotriz").

Aquí empezamos a entender que compararlos es casi una tontería.

Estudiar la curva de par / potencia

No hay nada mejor que un motor eléctrico para comprender completamente la relación entre par y potencia, o mejor dicho, cómo existe una relación entre par y velocidad.

Vea cuán lógica es la curva de par de un motor eléctrico, que es mucho más fácil de entender que la curva de un motor térmico. Aquí vemos que proporcionamos un par constante y máximo al comienzo de la revolución, lo que aumenta la curva de potencia. Lógicamente, cuanta más fuerza le ponga a un eje giratorio, más rápido girará (y por lo tanto más potencia). Por otro lado, a medida que disminuye el par (a medida que presiono cada vez menos sobre el eje giratorio, sigo presionando de todos modos), la curva de potencia comienza a disminuir (aunque la velocidad de rotación continúa disminuyendo). Aumentar). Esencialmente, el par es la "fuerza de aceleración" y la potencia es la suma que combina esta fuerza y ​​la velocidad de rotación de la parte móvil (velocidad angular).

¿La pareja tiene éxito en todo esto?

Algunas personas solo comparan los motores por su par o casi. De hecho, esto es una ilusión ...

Por ejemplo, si comparo un motor de gasolina que desarrolla 350 Nm a 6000 rpm con un motor diésel que desarrolla 400 Nm a 3000 rpm, podríamos pensar que es el diésel el que tendrá mayor fuerza de aceleración. Bueno, no, pero volveremos al principio, ¡lo principal es el poder! Solo se debe usar la potencia para comparar motores (idealmente con curvas... ¡Porque la potencia pico alta no lo es todo!).

De hecho, mientras que el par solo indica el par máximo, la potencia incluye el par y la velocidad del motor, por lo que tenemos toda la información (solo el par es solo una indicación parcial).

Si volvemos a nuestro ejemplo, entonces podemos decir que el diésel puede enorgullecerse, dando 400 Nm a 3000 rpm. Pero no olvide que a 6000 rpm definitivamente no podrá entregar más de 100 Nm (saltemos el hecho de que el aceite no puede alcanzar las 6000 toneladas), mientras que la gasolina aún puede entregar 350 Nm a esa velocidad. En este ejemplo, comparamos un motor diésel de 200 CV. con motor de gasolina 400 CV (cifras derivadas de los pares de torsión especificados), de simple a doble.

Siempre recordamos que cuanto más rápido gira un objeto (o se mueve hacia adelante), más difícil es lograr que aumente su velocidad. Por lo tanto, un motor que desarrolla un par significativo a altas revoluciones demuestra que tiene aún más potencia y recursos.

Explicación por ejemplo

Tenía una pequeña idea para intentar resolverlo todo, esperando que no fuera tan malo. ¿Alguna vez has intentado detener con los dedos un motor eléctrico de baja potencia (pequeño ventilador, motor eléctrico en el kit Mecano cuando eras pequeño, etc.)?

Puede girar rápidamente (digamos 240 rpm o 4 revoluciones por segundo), podemos detenerlo fácilmente sin dañarlo mucho (azota un poco si hay palas de hélice). Esto se debe a que su par no es muy importante y por lo tanto su potencia (esto se aplica a pequeños motores eléctricos para juguetes y otros pequeños accesorios).

Por otro lado, si a la misma velocidad (240 rpm) no puedo detenerlo, significa que su par será mayor, lo que también dará lugar a más potencia final (ambos están matemáticamente relacionados, es como vasos comunicantes). Pero la velocidad siguió siendo la misma. Entonces, al aumentar el par motor, aumento su potencia, porque aproximadamente

Pareja

X

Velocidad de rotación

= poder... (una fórmula simplificada arbitrariamente para ayudar a comprender: se han eliminado Pi y algunas de las variables visibles en la fórmula superior)

Entonces, para la misma potencia dada (digamos 5W, pero a quién le importa) puedo obtener:

• Un motor que gira lentamente (por ejemplo, 1 revolución por segundo) con un alto par que será un poco más difícil de detener con los dedos (no funciona rápido, pero su alto par le da una fuerza significativa)
• O un motor que funcione a 4 rpm pero con menos par. Aquí, el par más bajo se compensa con la velocidad más alta, lo que le da más inercia. Pero detenerse con los dedos será más fácil a pesar de la mayor velocidad.

Después de todo, dos motores tienen la misma potencia, pero no funcionan igual (la potencia viene de diferentes formas, pero el ejemplo no es muy representativo de esto, ya que se limita a una velocidad determinada. En un automóvil, la velocidad cambia todo el tiempo, lo que da lugar al famoso momento de las curvas de potencia y par). Uno gira lentamente y el otro gira rápidamente ... Ésta es una pequeña diferencia entre el diésel y la gasolina.

Y es por eso que los camiones funcionan con combustible diésel, porque el diésel tiene un par elevado, en detrimento de su velocidad de rotación (la velocidad máxima del motor es mucho menor). Efectivamente, es necesario poder avanzar, a pesar de un remolque muy pesado, sin tener que regañar el motor, como es el caso de la gasolina (habría que subir las torres y jugar con el embrague como loco). El diésel transmite el par máximo a bajas revoluciones, lo que facilita el remolque y permite despegar de un vehículo parado.

Relación entre potencia, par y régimen del motor

Aquí está la información técnica que un usuario ha compartido en la sección de comentarios. Me parece razonable insertarlo directamente en el artículo.

Para no complicar el problema con las cantidades físicas:

La potencia es el producto del par en el cigüeñal y la velocidad del cigüeñal en radianes/seg.

(recuerde que para 2 revoluciones del cigüeñal a 6.28 ° hay 1 * pi radianes = 360 radianes.

Entonces P = M * W

P -> potencia en [W]

M -> par en [Nm] (Newton metro)

W (omega) - velocidad angular en radianes / seg W = 2 * Pi * F

Con Pi = 3.14159 y F = velocidad del cigüeñal en t / s.

Ejemplo practico

Par motor M: 210 Nm

Velocidad del motor: 3000 rpm -> frecuencia = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 radianes / s

Au final: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW

Conversión a CV (caballos de fuerza) 1 hp = 736 W

En CV obtenemos 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Recordemos que 1 caballo de fuerza es la potencia media de un caballo que corre continuamente sin parar (en mecánica se llama potencia nominal).

Por eso, cuando hablamos de un coche de 150 CV, es necesario aumentar el régimen del motor a 6000 rpm con un par que sigue siendo limitado o incluso ligeramente reducido a 175 Nm.

Gracias a la caja de cambios, que es un convertidor de par, y al diferencial, tenemos un aumento de par de unas 5 veces.

Por ejemplo, en 1a marcha, el par motor en el cigüeñal de 210 Nm dará 210 Nm * 5 = 1050 Nm en el borde de una rueda de radios de 30 cm, esto dará una fuerza de tracción de 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm .

En física F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = aceleración de la Tierra 9.81 m / s2 1G)

Por tanto, 1 N corresponde a 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg de fuerza.

3500 N * 0.102 = 357 kg fuerza que empuja el automóvil hacia una pendiente empinada.

Espero que estas pocas explicaciones refuercen sus conocimientos sobre los conceptos de potencia y par mecánico.