Generalizando la idea del rendimiento de los motores
Sabemos que rendimiento (η) de un Motor es igual al cociente entre la Potencia útil y la Potencia total recibida que también podemos referirnos al Trabajo útil y el Trabajo total porque la Potencia es Trabajo por unidad de tiempo.
También podríamos referirnos, cuando hablamos del rendimiento de un motor, a la Potencia que entra (o recibe) y a la Potencia que sale (o transforma).
En este caso podemos aplicar cuanto acabamos de decir no sólo a los Motores eléctricos.
Generalmente los Motores, al transformar la Potencia o energías recibidas o absorbidas, poseen elementos que producen estos cambios, mediante giro o rotación. Hemos estudiado el Rotor de un Motor eléctrico pero tienes otros ejemplos como el cigüeñal de un coche o un barco:
Los ejes giran o rotan transformando la energía que entra el Motor por otra mecánica que sale. El giro rotación sea del Rotor, cigüeñal, pedales de la bicicleta:
En el caso de la bicicleta tu energía muscular (F) se transforma en una energía mecánica que producirá un movimiento cinético.
En estos casos se producen giros rotacionales provocando un valor de giro (M) que lo medimos en Newtons por metro:
de donde F es la fuerza que realizas al pedalear y r es la longitud de la biela.
Pero la Potencia que desarrollas al pedalear depende también, como dijimos anteriormente a la velocidad que mueves tus piernas, es decir, al valor de la velocidad angular ω:
A este valor podemos llamarle Potencia de entrada, es decir, a la energía que consumes al pedalear, pero hay rozamientos, por ejemplo, en los ejes de las ruedas, en la cadena que une el plato con los piñones, etc.
Esto hace que la Potencia de salida sea menor que la Potencia de entrada.
Ejercicio:
Pregunta:
El motor de un coche produce una fuerza de 200N.m cuando gira a 3000r.p.m (revoluciones por minuto). Nos indican que su rendimiento es del 90%.
Calcula la Potencia que llega a las ruedas.
Respuesta:
56549W
Solución:
Tomamos la fórmula y sustituimos valores teniendo en cuenta que hemos de calcular en revoluciones o vueltas por segundo por tratarse de Potencia (Trabajo por segundo):
Pero de esta Potencia de entrada hay una cantidad que se pierde y según el problema el rendimiento o aprovechamiento es del 90%:
