Potenza: cos'è e perché è importante?
La potenza è un termine usato frequentemente nell'industria automobilistica e si riferisce alla potenza erogata da un motore. Un cavallo è equivalente alla potenza necessaria per sollevare 550 libbre per piede in un secondo o 33.000 libbre per piede in un minuto.
Questo articolo esaminerà la potenza come unità per misurare la potenza di un motore, la sua importanza, il calcolo e la differenza tra le varie misurazioni.
Sommario
Storia della potenza in breve
Il termine fu coniato per la prima volta dall'inventore scozzese James Watt alla fine del XVIII secolo per aiutare a commercializzare il suo motore a vapore migliorato. Ha basato la sua idea su The Miner's Friend, scritto dall'inventore e ingegnere inglese Thomas Savery:
"In modo che possa fare un motore che solleverà tanta acqua quanto due cavalli, lavorando insieme contemporaneamente in un tale lavoro, e per il quale devono essere tenuti costantemente dieci o dodici cavalli per fare lo stesso . Poi dico, un tale motore può essere abbastanza grande da svolgere il lavoro richiesto impiegando otto, dieci, quindici o venti cavalli per essere costantemente mantenuto e tenuto per fare un tale lavoro..."
Aveva senso misurare la potenza del motore a vapore alla fine del XVIII secolo in cavalli poiché il valore significava letteralmente il numero di cavalli che il motore poteva sostituire. Era estremamente conveniente per i potenziali acquirenti comprendere la potenza del motore.
Allora da dove viene il numero 33.000 libbre un piede in un minuto? Watt osservò un cavallo girare la ruota di un mulino 144 volte in un'ora o 2,4 volte al minuto. Includendo il raggio della ruota e la distanza percorsa dal cavallo in un minuto, calcolò un cavallo vapore come 32.572 ft-lb/min. Un anno dopo, questo numero è stato standardizzato da Watt e Matthew Boulton a 33.000 piedi per libbra al minuto.
Calcolo della potenza
P = (T × N) / k
P- Potenza (output del calcolo)T- Coppia, che può essere in libbre-piede (ft-lb) o pollici-libbre (in-lb )N- Rpmk- Costante, se la coppia (T) è in pound-foot, allora è pari a 5252; se la coppia è in pollici-libbre, è pari a 63,025
Importanza della potenza
La potenza è spesso utilizzata come punto di vendita per nuove automobili e camion nell'industria automobilistica. I consumatori sono spesso attratti da veicoli con potenze nominali più elevate, poiché sono visti come più potenti e capaci di quelli con valutazioni inferiori.
Tuttavia, è importante notare che la potenza è solo uno dei fattori che determinano le prestazioni di un veicolo. Altri fattori, come la coppia, l'aerodinamica e il peso, possono avere un impatto significativo sulle prestazioni complessive di un veicolo.
Quando si tratta di misurare la potenza, ci sono alcuni metodi diversi che possono essere utilizzati. Il metodo più comune consiste nell'utilizzare un dinamometro, un dispositivo che misura la potenza di un motore sotto carico. Questo metodo fornisce una misura relativamente accurata della potenza di un motore e le case automobilistiche e i preparatori lo utilizzano spesso per ottimizzare le prestazioni dei loro motori.
Perché la potenza è preferita ai watt per misurare la potenza del motore?
Non è pratico come misura per la maggior parte dei motori e delle macchine poiché la potenza erogata è molto elevata. Un cavallo è esattamente 746 watt, quindi puoi immaginare che anche i motori meno performanti produrrebbero facilmente cinque cifre in watt.
Potenza metrica
La potenza viene utilizzata anche in Europa, ma calcolata in modo diverso poiché i piedi sono sostituiti da metri e le libbre sono sostituite da chilogrammi di forza. La differenza è che l'equivalente metrico della potenza è abbreviato in PS (dalla parola tedesca Pferdestärke, che significa "potenza"). Quando si guardano le specifiche prestazionali delle auto europee, si può anche trovare il termine CV (dall'italiano Cavalli Vapore).
La potenza metrica (PS) è il 98,6% di un HP o viceversa, l'1,4% in meno rispetto alla potenza SAE. L'Unione Europea definisce i kilowatt (kW) come una misura ufficiale, ma la potenza è preferita nelle descrizioni quotidiane. In poche parole 1 potenza imperiale = 1.014 potenza metrica.
Perché c'è una differenza tra HP statunitense e HP europea?
Negli Stati Uniti usano gli standard SAE; in Europa usano DIN, che sta per Deutsche Industrie Normen - Standard industriale tedesco. La differenza è che la potenza SAE è la potenza di sollevare 33.000 libbre in un piede in un minuto. In confronto, DIN definisce una potenza metrica come la potenza per sollevare 4500 chilogrammi su una distanza di un metro in un minuto.
Potenza elettrica
Un cavallo equivale a 746 watt (W) o 0,746 kilowatt (kW) in SI (International System of Units) . Non c'è differenza tra potenza elettrica e meccanica. Per calcolare la potenza in watt, moltiplica il valore in watt per 0,00134. D'altra parte, per ottenere i watt, moltiplica il valore della potenza in cavalli per 746.
Differenza tra HP, BHP e WHP
Come detto, la potenza si riferisce alla potenza di un motore. La potenza del freno non ha nulla a che fare con il sistema frenante della tua auto. La valutazione della potenza di un motore spesso comporta l'utilizzo di un dinamometro, un freno meccanico che può applicare carichi variabili a un motore in funzione, da qui il termine potenza del freno.
Il dinamometro consente di calcolare la coppia e la potenza a diversi regimi del motore, con la potenza del freno che è la cifra quotata a un dato numero di giri. La potenza del freno è la potenza massima escluse le perdite per attrito sulla trasmissione.
Le perdite per attrito causano, in parole povere, perdita di potenza, ovvero, anche se la tua auto ha 200 CV, non sarebbe in grado di raggiungere questa potenza su strada. L'attrito si verifica nella trasmissione e nel cambio. A seconda della trasmissione, della trasmissione, ecc., l'auto potrebbe generalmente perdere dal 15% al 25% della potenza. Ad esempio, AWD assorbe tra il 20 e il 25% della potenza.
Potenza alla ruota (WHP)
È forse la misura più rilevante poiché riflette cifre più realistiche di quanta potenza l'auto può raggiungere su strada. Il WHP viene misurato alle ruote utilizzando un banco dinamometrico ed è sempre inferiore alla potenza o al BHP poiché tiene conto delle perdite per attrito.
Le case automobilistiche tendono a enfatizzare la cifra della potenza e ignorano educatamente la WHP poiché è sempre una cifra inferiore. Le cifre inferiori non si vendono bene.
Quanti cavalli ha un essere umano?
Un essere umano adulto sano può produrre e sostenere circa 1,2 CV (o 0,89 kW) per un breve periodo di tempo: questo valore scende a un decimo di cavallo se parliamo di un periodo più lungo.
Un atleta professionista può, invece, sostenere circa 2,5 CV (1,9 kW) per un breve periodo e 0,35 CV per un periodo più lungo. Ad esempio, Usain Bolt - un velocista giamaicano - ha raggiunto il picco di 3,5 CV (2,6 kW) durante il suo sprint di 100 metri (109,4 iarde) nel 2009.
Conclusione
In conclusione, la potenza è un termine comunemente usato per descrivere la potenza di un motore. Sebbene sia importante per determinare le prestazioni di un veicolo, non è l'unico fattore. Altri fattori, come la coppia, l'aerodinamica e il peso, possono influire in modo significativo sulle prestazioni complessive di un veicolo.