Puissance et rendement
S si
SYNTHESE
I. Principe de conservation de l’énergie
« Tout se transforme, rien ne se crée »
V. Exemple : motorisation de volets battants
Energie d’entrée :
Electrique,
Mécanique,
Hydraulique,
…
Système
mécanique
ηtotal
Energie de sortie
(utile) :
Electrique,
Mécanique,
H
ydraulique,
Energie perdue
(dissipée) :
Le plus souvent sous
forme de chaleur
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II. Puissance
Solide en translation : P = F . v
Puissance en Watts (W), force en Newtons (N), vitesse en m/s
Avec F et v portés par le même axe.
Solide en rotation : P = C . w
Puissance en Watts (W), couple en Newtons mètres (Nm), vitesse de
rotation en rad/s. Avec C et w portés par le même axe.
Puissance hydraulique :
Puissance en Watts (W), pression en Pascals (Pa), débit en m3/s
P = p . Q
III. Rendement
=η
sortie
P
P
entrée
Le rendement n’a pas d’unité. Dans
un système réel, le rendement est forcément inférieur à 1. Si par
hypothèse, le système est parfait alors le rendement est pris égal à 1.
η
total
=
ηηη
2
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3
×
×
1
×
....
×
η
n
Tension d’alimentation : 230V, Fréquence :60Hz
Valeurs nominales : vitesse de rotation : Nmot : 730tr/min, Puissance
disponible Pmot : 70W, rendement :
57.0=motη
Rapport de réduction : R = 1/46
Rendement :
35.0=epiη
Rapport de réduction : R = 1 (car les deux roues ont le même
diamètre, ici le rôle de l’engrenage est de déporter l’axe de rotation et
non de modifier la vitesse)
η
95.0=
Rendement :
engrenages
IV. Transmission de puissance
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Dans le cas d’un engrenage ou d’un système roue-vis sans fin
Rapport de réduction : R = 1/6
roueη
50.0=−vis
Rendement :
Dans le cas d’un système vis-écrou
Synthèse :
vous pouvez maintenant compléter le diagramme suivant :
vs : vitesse de translation
de l’écrou en (m/s)
Fs : force disponible sur
l’écrou en N
Ps : puissance disponible
en sortie (W)
Ps = Fs . vs
Loi entrée-sortie
V
S
=
.
Np
60
ou
e
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310.
−
V
s
=
.
wp
e
2
π
310.
−
V:vitesse linéaire (m/s)
N:fréquence de rotation (tr/min)
p :pas (mm/tr)
Rendement :
=η
S PP /
e