როგორ გავიგოთ ცხენის ძალა. რა არის ცხენის ძალა

ცხენის ძალა(hp) არის სიმძლავრის საზომი არასისტემური ერთეული. ამჟამად რუსეთში ის ოფიციალურად გაუქმებულია ( სტანდარტული ერთეულისიმძლავრის SI არის ვატი), მაგრამ კვლავ ფართოდ გამოიყენება ავტო ინდუსტრიაში, როგორც ძრავის სიმძლავრის საზომი.

1789 წელს შოტლანდიელმა ინჟინერმა და გამომგონებელმა ჯეიმს უატმა გამოიგონა ტერმინი „ცხენის ძალა“ იმის დასანიშნად, თუ რამდენ ცხენს შეეძლო მისი ორთქლის ძრავები.

თქვენ უნდა იცოდეთ, რომ ცხენის ძალა არის არა მაქსიმუმი, არამედ ცხენის საშუალო სიმძლავრე, რომელსაც მას შეუძლია დიდი დრო. მოკლე დროში საშუალო ცხენს შეუძლია განავითაროს დაახლოებით 1000 კგ * მ/წმ სიმძლავრე, ანუ ერთი ცხენის სიმძლავრე 13.3 ცხენის ძალაა.

ძრავის სიმძლავრის ძირითადი ერთეულები და მათი აღნიშვნა

1. ცხენის ძალა(735.49875 W). აღინიშნება როგორც: hp (ეს არის ნეტო ძრავის სიმძლავრე, რომელიც იზომება ძრავის დამხმარე ერთეულების გამოყენებით, როგორიცაა მაყუჩი, გენერატორი), bhp (ეს არის ძრავის მთლიანი სიმძლავრე, რომელიც იზომება დამატებითი ერთეულების გამოყენების გარეშე).

ასევე შეგიძლიათ იპოვოთ სხვა აღნიშვნები: PS (გერმანული), CV (ფრანგული), pk (Nid.).

ინგლისურენოვან ქვეყნებში ცხენის ძალა კვლავ უფრო ხშირად უტოლდება 745,6999 W, რაც დაახლოებით უდრის 1,014 ევროპულ ცხენის ძალას.

2. ვატ

ვინაიდან ვატის აღწერა სცილდება ამ სტატიის ფარგლებს, ჩვენ მას აქ არ შევეხებით.

ცხენის ძალა სიმძლავრის საზომი ჩვეულებრივი და ორაზროვანი ერთეულია.

რუსეთში და თითქმის ყველა ევროპული ქვეყნები, ცხენის ძალა განისაზღვრება, როგორც 75 კგ*მ/წმ (მეტრიკული ცხენის ძალა), ანუ, როგორც სიმძლავრე, რომელიც საკმარისია 75 კგ წონის ტვირთის ასაწევად 1 მეტრ სიმაღლეზე 1 წამში. ამ შემთხვევაში 1 ლიტრი. თან. არის ზუსტად 735,49875 ვატი.

მაქსიმალურ სიმძლავრეს, რომელიც ცხენს შეუძლია განავითაროს, ჩვეულებრივ ქვაბის სიმძლავრეს უწოდებენ. ცხენის ძალა. თქვენ შეგიძლიათ მარტივად გამოთვალოთ თქვენი მაქსიმალური სიმძლავრე. ამისათვის თქვენ უნდა გაზომოთ t დრო, რომლის დროსაც აირბენთ h სიმაღლის კიბეებს და შეცვალოთ იგი ფორმულით: m*h/t, სადაც m არის თქვენი სხეულის მასა.

ძრავის სიმძლავრის დასადგენად გამოიყენება სპეციალური სადგამები, ამის შესახებ მეტი წერია ქვემოთ.

ძრავის სიმძლავრე იზომება ძირითადად ტიუნინგის ეფექტურობის შესაფასებლად.

ძრავის სიმძლავრის დასადგენად მხოლოდ ერთია ზუსტი გზა: ამოიღეთ მანქანიდან და დააინსტალირეთ სპეციალურ სადგამზე. ძრავის ამოღება და დაყენება საკმაოდ შრომატევადი და ძვირადღირებული პროცესია, რომლის გაკეთება მხოლოდ ავტომწარმოებლებსა და სერიოზულ სარბოლო გუნდებს შეუძლიათ.

სიმძლავრის ნაკლებად ზუსტი გაზომვისთვის გამოიყენება დინამომეტრის დენის სადგამები (როგორიცაა ფოტოში), რაც საშუალებას გაძლევთ წაიკითხოთ "ბორბლებიდან". შედეგზე შეიძლება გავლენა იქონიოს: საბურავების წნევამ, მათი დაჭიმვის თვისებები, საბურავის ტემპერატურა (გაზომვის დროს სარბენი ძალიან ცხელდება) და უსაფრთხოების ხაზებით მანქანის მიზიდულობის ხარისხიც კი.

გაზომვის ტექნიკა

გახურებული ავტომობილი ირთვება პირველ სიჩქარეზე, აჩქარებს 40-50 კმ/სთ-მდე და შემდეგ ირთვება ბოლო გადაცემაგაზის პედალს აჭერენ ბოლომდე და იწყება აჩქარების სიმულაცია. მაქსიმალური სიჩქარის მიღწევისთანავე (მონიტორზე ხილული დენის ვარდნის დაწყების მომენტიდან), ჩართულია ნეიტრალური გადაცემათა კოლოფი.

გაზომვის შედეგი ნაჩვენებია გრაფიკის სახით, რომელიც აჩვენებს სიმძლავრის დამოკიდებულებას ძრავის სიჩქარეზე (ლურჯი მრუდი - ცხენის ძალაში).

ძრავების სიმძლავრის დიაპაზონის შესახებ წარმოდგენის მისაღებად, გთხოვთ, იხილოთ შემდეგი სურათი:

0-100 ლ. თან. - პატარა მანქანები;
100-200 ლ. თან. - მანქანები საშუალო სიმძლავრის ძრავებით;
200-500 ლ. თან. - სპორტული მანქანები;
500 ლ. თან. და სხვა - სარბოლო მანქანები და სუპერმანქანები.

მცირე ხნით ცხენს შეუძლია განავითაროს 10-13 ცხენის ძალა, მაგრამ ნორმალური რიტმული მუშაობის დროს ეს მხოლოდ ერთია. რატომ გამოიყენებოდა "ცხენის ძალა" სიმძლავრის საზომ ერთეულად? და ერთი ცხენის ძალა რამდენია?

ამაში „დამნაშავეა“ ორთქლის ძრავის გამომგონებელი, ინგლისელი ჯეიმს უოტი (1736–1819). მას სჭირდებოდა ნათლად ეჩვენებინა საზოგადოებისთვის, რომ მის მანქანას ბევრი ცხენის ჩანაცვლება შეეძლო და ამისთვის მას როგორმე უნდა გაეზომა ნამუშევარი, რომელიც თავად ცხენს შეეძლო დროის ერთეულზე გამომუშავება.

ასეთ ისტორიას აღწერენ. ჯეიმს უოტმა შესთავაზა ლუდსახარშებში ცხენების ნაცვლად ორთქლის ენერგიის გამოყენება. ცხენებზე დაკვირვებისას უოტმა შენიშნა, რომ ცხენს შეუძლია 1 წუთში 14,774 კგ წონის ტვირთის გადათრევა 0,3 მ მანძილზე. დამრგვალებით 14,774 კგ 15 კგ-მდე, მან შემოიტანა სიმძლავრის საზომი ერთეული "ცხენის ძალა". ამ ერთეულის გამოყენებით ცხენისა და ორთქლის ძრავის მუშაობის შედარებით, ვატმა დაარწმუნა ლუდსახარშები, რომ ცხენები ორთქლით ჩაენაცვლებინათ და შედეგად, დუღილის პროცესის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაიზარდა.

ეს "ნახირი" 1960 წელს დაისვენეს - XI გენერალურმა კონფერენციამ წონებისა და ზომების შესახებ მიიღო SI (SI) ერთეულების ერთიანი საერთაშორისო სისტემა. მასში ძალა გამოიხატება ვატებში იმავე ჯეიმს უოტის პატივსაცემად.

თუმცა, ახლაც არსებობს ცხენის ძალის კონცეფცია. ერთ დროს ვატი, რომელიც აკვირდებოდა ენერგიის ტრადიციულ წყაროს - ცხენს, მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ 180 კგ-იანი ლულის ლილვიდან ორი ცხენის გამოყვანა შეიძლება 2 მილი/სთ (3,6 კმ/სთ) სიჩქარით. ამ შემთხვევაში, ცხენის ძალა ინგლისურ ზომებში იღებს ფორმას 1 ლიტრი. თან. = 1/2 ბარელი · 2 mph = 1 ბარელი · mph (აქ ლულა აღებულია როგორც ძალის ერთეული და არა მასა). იგივე პატარა ერთეულებში არის 380 ფუნტი 88 ფუტი/წთ. გამოთვლების დამრგვალება ფუნტ-ფუტზე წუთში, მან გადაწყვიტა, რომ ცხენის ძალა იქნებოდა 33000 ფუნტი-ფუტი წუთში. Watt-ის გამოთვლები მიუთითებდა ცხენის სიმძლავრის საშუალოზე დიდი დრო. მოკლე დროში ცხენს შეუძლია განავითაროს სიმძლავრე დაახლოებით 1000 კგფ მ/წმ, რაც შეესაბამება 9,8 კვტ ან 33,475 BTU/სთ (ქვაბის ცხენის ძალა).

საზომი ერთეულები განსხვავდება ქვეყნიდან ქვეყანაში და შვედეთში ცხენის ძალა არ არის ზუსტად ისეთი, როგორც მაგალითად ამერიკაში. ევროპაში ერთი ცხენის ძალა გულისხმობს 75 კილოგრამის 1 მეტრი წამში ან 75 კილოგრამ ძალის მეტრი წამში ასაწევად საჭირო ძალას (კგფმ/წმ). ამავდროულად, აშშ-ში ერთი ცხენის ძალა ნიშნავს 550 ფუნტის აწევას წამში ერთი ფუტის ასაწევად, რაც შეესაბამება 33 ათას ფუნტ ფუნტს წუთში. რუსეთში, როგორც წესი, ცხენის ძალა ეხება ეგრეთ წოდებულ "მეტრულ ცხენის ძალას", რომელიც უდრის ზუსტად 735.49875 ვატს.

სხვათა შორის, პოსტის დასაწყისში ფოტო არის კონგრესის ბიბლიოთეკიდან, რომელიც გადაღებულია 1890-იან წლებში მიჩიგანის ხე-ტყის ადგილზე.

ამ გზით ხე-ტყის ტრანსპორტირება ჩვეულებრივ ხდებოდა გაზაფხულზე და ზამთარში გაყინული ბილიკით უახლოეს მახლობლად რკინიგზაან მდინარეები. დატვირთული ციგის მოძრაობა უფრო გამარტივებულიყო, გზას რწყავდნენ და ცხენებს, როგორც წესი, ყინულის ზედაპირზე უკეთესი მოჭიდების მიზნით, ჩლიქებზე ჰქონდათ სპეციალური ჩლიქის აღჭურვილობა.

1 კვტ უდრის 1,3596 ცხ.ძ. ძრავის სიმძლავრის გაანგარიშებისას.
1 ცხ.ძ უდრის 0,7355 კვტ ძრავის სიმძლავრის გაანგარიშებისას.

ამბავი

ცხენის ძალა (hp) არის ენერგიის არასისტემური ერთეული, რომელიც გამოჩნდა დაახლოებით 1789 წელს ორთქლის ძრავების მოსვლასთან ერთად. გამომგონებელმა ჯეიმს უატმა გამოიგონა ტერმინი "ცხენის ძალა", რათა ნათლად ეჩვენებინა, თუ რამდენად ეკონომიური იყო მისი მანქანები, ვიდრე ცოცხალი ძრავის სიმძლავრე. ვატმა დაასკვნა, რომ საშუალოდ ერთ ცხენს შეუძლია წუთში 180 ფუნტი 181 ფუტი ტვირთის აწევა. გამოთვლების დამრგვალება ფუნტ-ფუტში წუთში, მან გადაწყვიტა, რომ ცხენის ძალა ტოლი იქნებოდა იმავე ფუნტ-ფუტის 33000 წუთში. რა თქმა უნდა, გამოთვლები ხდებოდა დიდი ხნის განმავლობაში, რადგან მცირე ხნით ცხენს შეუძლია „განვითარდეს“ სიმძლავრე დაახლოებით 1000 კგფმ/წმ, რაც დაახლოებით უდრის 13 ცხენის ძალას. ამ სიმძლავრეს ქვაბის ცხენის ძალას უწოდებენ.

მსოფლიოში არსებობს რამდენიმე საზომი ერთეული სახელწოდებით "ცხენის ძალა". ევროპის ქვეყნებში, რუსეთსა და დსთ-ში, როგორც წესი, ცხენის ძალა ეხება ეგრეთ წოდებულ „მეტრულ ცხენის ძალას“, უდრის დაახლოებით 735 ვატს (75 კგფ მ/წმ).

გაერთიანებულ სამეფოსა და აშშ-ს საავტომობილო ინდუსტრიებში ყველაზე გავრცელებულია HP უდრის 746 W, რაც უდრის 1.014 მეტრულ ცხენის ძალას. ასევე გამოიყენება აშშ-ს ინდუსტრიასა და ენერგეტიკაში ელექტრო ცხენის ძალა (746 W) და ქვაბის ცხენის ძალა (9809.5 W).

ამაში „დამნაშავეა“ ორთქლის ძრავის გამომგონებელი, ინგლისელი ჯეიმს უოტი (1736-1819). მას სჭირდებოდა ნათლად ეჩვენებინა საზოგადოებისთვის, რომ მის მანქანას ბევრი ცხენის ჩანაცვლება შეეძლო და ამისთვის მას როგორმე უნდა გაეზომა ნამუშევარი, რომელიც თავად ცხენს შეეძლო დროის ერთეულზე გამომუშავება.

თუმცა, ახლაც არსებობს ცხენის ძალის კონცეფცია. ერთ დროს ვატი, რომელიც აკვირდებოდა ენერგიის ტრადიციულ წყაროს - ცხენს, მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ 180 კგ-იანი ლულის ლილვიდან ორი ცხენის გამოყვანა შეიძლება 2 მილი/სთ (3,6 კმ/სთ) სიჩქარით. ამ შემთხვევაში, ცხენის ძალა ინგლისურ ზომებში იღებს ფორმას 1 ლიტრი. თან. = 1/2 ბარელი · 2 mph = 1 ბარელი · mph (აქ ლულა აღებულია როგორც ძალის ერთეული და არა მასა). იგივე პატარა ერთეულებში არის 380 ფუნტი 88 ფუტი/წთ. გამოთვლების დამრგვალება ფუნტ-ფუტზე წუთში, მან გადაწყვიტა, რომ ცხენის ძალა იქნებოდა 33000 ფუნტი-ფუტი წუთში. ვატის გამოთვლები ეხებოდა ცხენის სიმძლავრის საშუალოდ დროთა განმავლობაში. მოკლე დროში ცხენს შეუძლია განავითაროს სიმძლავრე დაახლოებით 1000 კგფ მ/წმ, რაც შეესაბამება 9,8 კვტ ან 33,475 BTU/სთ (ქვაბის ცხენის ძალა).

ამ გზით ხე-ტყის ტრანსპორტირება ჩვეულებრივ ხდებოდა გაზაფხულზე და ზამთარში გაყინული ბილიკით უახლოეს რკინიგზამდე ან მდინარემდე. დატვირთული ციგის მოძრაობა უფრო გამარტივებულიყო, გზას რწყავდნენ და ცხენებს, როგორც წესი, ყინულის ზედაპირზე უკეთესი მოჭიდების მიზნით, ჩლიქებზე ჰქონდათ სპეციალური ჩლიქის აღჭურვილობა.

მანქანებმა დიდი ხანია შეცვალეს ხის ვაგონები, მაგრამ ჩვენ მაინც ვაგრძელებთ ძრავის სიმძლავრის გაზომვას ცხენის ძალით. საიდან გაჩნდა ეს უცნაური საზომი ერთეული და რატომ არ უნდა მოვიშოროთ იგი?

ცოტა ისტორია

ცხენის ძალა, ალბათ, ერთ-ერთი ყველაზე ირონიული საზომი ერთეულია ჩვენს დროში. ოფიციალურად სიმძლავრე განისაზღვრება ვატებში, მაგრამ მანქანის ძრავების სიმძლავრის გასაზომად ჩვენ ძველებურად ვიყენებთ "ცხენებს". ეს, ყოველ შემთხვევაში, უჩვეულოა, რადგან ჩვენ არ ვიყენებთ სანთლების სიკაშკაშეს და არ ვზომავთ მანძილს იდაყვებით სინათლის ინტენსივობის დასადგენად.

"ცხენის ძალის" კონცეფციის შექმნის ისტორია თარიღდება მე -18 საუკუნის ბოლოს. 1760-იან წლებში ცნობილმა შოტლანდიელმა ფიზიკოსმა და გამომგონებელმა ჯეიმს უატმა გადაწყვიტა შეეცვალა ნიუკომენის არსებული ორთქლის ძრავა. ორთქლის ქარხანა, რომელიც აშენდა რამდენიმე ათეული წლის წინ, გამოიყენებოდა მაღაროებიდან წყლის ამოტუმბვისთვის. ვატმა გააცნობიერა, რომ მანქანა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულიყო და უფრო პროდუქტიული ყოფილიყო. მრავალი ექსპერიმენტის დროს, ვატმა შეცვალა ლითონის დგუშის ცილინდრი ხის ცილინდრით, რომელიც შეზეთებული იყო ნაღვლის ზეთით. მეცნიერმა ასევე შეამცირა წყლის ციკლი და მნიშვნელოვანი ცვლილებები შეიტანა ორთქლის ძრავის დიზაინში. შედეგად, Watt-ის გაუმჯობესებული ძრავა ოთხჯერ უფრო ეფექტური იყო ვიდრე Newcomen-ის ორთქლის ქარხანა. მეცნიერის გამოგონებამ აღნიშნა ინდუსტრიული რევოლუციის დასაწყისი, ჯერ ინგლისში, შემდეგ კი მთელ მსოფლიოში.

მარკეტინგული ნაბიჯი

უატმა თავდაპირველად გადაწყვიტა თავისი ახალი ძრავის გაყიდვა ჰონორარის სქემით. მან მყიდველს შესთავაზა დაბრუნებულიყო მისთვის საწვავზე დაზოგილი თანხის მესამედი. მაგრამ სქემამ არ გაამართლა და ვატმა სცადა ძალიან უჩვეულო მარკეტინგული ნაბიჯი. იმ დროს ყველაზე მეტი სამუშაო ცხენების დახმარებით ხდებოდა. ამიტომ, მეცნიერის განვითარებით ხალხის დაინტერესების მიზნით, ვატმა მოიფიქრა საზომი ერთეული - ცხენის ძალა, რომელიც ინტუიციური იყო როგორც ფერმერებისთვის, ასევე ბიზნესმენებისთვის. იმის დასადგენად, თუ რამდენი ცხენის შეცვლა შეიძლებოდა ერთი ორთქლის ძრავით, მეცნიერმა ჩაატარა რამდენიმე ექსპერიმენტი ქვანახშირის მაღაროებში.

იმ დროს ინგლისში მაღაროდან წყლის ამოსაყვანად გამოიყენებოდა 1 ბარელი (დაახლოებით 159 ლიტრი) ბარელი. ამ წონას მხოლოდ ორი საშუალო ზომის წევის ცხენი შეეძლო საშუალო სიჩქარე 2 mph. ამრიგად, ერთი ცხენი უდრის ერთ ბარელს გამრავლებული ერთ მილზე/საათზე. თუ ეს მნიშვნელობა გარდაიქმნება ენერგიად, მივიღებთ დაახლოებით 45 ათას ჯოულს ან 746 ვატს. ასე წავიდა 1 ცხ.ძ. გახდა დაახლოებით 746 ვატის ტოლი. რა თქმა უნდა, ეს მნიშვნელობა ძალზე თვითნებურია, რადგან ყველა ცხენი განსხვავებულია და ამაღლების კუთხე და ხახუნის ძალა არ იყო გათვალისწინებული ექსპერიმენტებში. გასაკვირია, რომ Watt-ის ღირებულების გამოვლენის შემდეგ, მისმა ორთქლის ძრავებმა რეალურად დაიწყეს ბევრად უფრო ეფექტური გაყიდვა. 1882 წელს მიღებულ იქნა სიმძლავრის საზომი მსოფლიო ერთეული "W", მაგრამ მაინც, ჩვევის გამო, ადამიანები აგრძელებენ ძრავის სიმძლავრის გაზომვას ცხენის ძალით. ეთანხმებით, რომ ეს ბევრად უფრო მოსახერხებელია?