1. Opis ćwiczenia

Na stanowisku składającym się z wolnoobrotowego silnika PM obciążonego inercyjnie metalowym bezwładnikiem dokonany został pomiar wartości momentu, prędkości obrotowej, napięcia i prądu zasilającego silnik. Silnik uruchomiony został ręcznie. Po wstępnej fazie przyspieszania nastąpiła faza jazdy ustalonej, po której nastąpiło hamowanie odzyskowe. Na zakończenie badań układ napędowy został wyhamowany hamulcem ciernym i odłączony od zasilania.

2. Odpowiedzi na zagadnienia zamieszczone w instrukcji

1.Korzystając z II prawa Newtona wyjaśnić związek pomiedzy kształtem przebiegu momentu i prędkości kątowej.

M=J*ε

M-wypadkowy moment sił

J-moment bezwładności

ε-przyspieszenie kątowe

ε=

ω-prędkośc kątowa

Z powyższych zależności wynika, że wraz ze wzrostem zmiany momentu napędowego zmienia się przyspieszenię kątowe. Zmiana przyspieszenia poci aga za sobą zmianę prędkości kątowej. Wnioskiem z tego jest to, że ω, w sposób pośredni, zależy od M.

2.W jaki sposób korzystając z metody graficznej można z przebiegu prędkości obrotowej uzyskać przebieg przyspieszenia kątowego?

Przebieg ε otrzymujemy przez graficzne róźniczkowanie ω.

1) rysujemy styczną do funkcji w punkcie x0
2) rysujemy prostą równoległą do niej, przechodzącą przez punkt A(-1,0); otrzymamy trójkąt ABC o jednym z kątów równym kątowi nachylenia stycznej do osi OX, który zawsze będzie miał dolną przyprostokątną o długości jednostkowej, a drugą przyprostokątną o długości równej pochodnej w punkcie x0
3) punkt przecięcia prostej równoległej do osi OX, przechodzącej przez punkt C, oraz prostej równoległej do osi OY, przechodzącej przez x0, odpowiada szukanemu punktowi wykresu pochodnej

3. Jaka jest różnica pomiedzy momentem masowym, momentem geometrycznym przekroju i momentem pary sił?

Masowy moment bezwładności

E=
mr²ω²=
Jω²

J=mr²

m-masa punktu

r-odległość punktu od osi obrotu

ω-prędkośc kątowa

J=

Geometryczny moment bezwładności

J_g=
ρ-gęstość

Moment siły

r-ramię działania siły

F-siła

4. Dlaczego podczas przyśpieszania w przedstawionym przykładowym teście prędkość obrotowa narasta krzywoliniowo, a w fazie jazdy ustalonej i hamowania maleje prostoliniowo?

Gdy moment zmienia się krzywoliniowo prędkość również zmienia się krzywoliniowo, a gdy moment jest stały lub zmienia się skokowo, prędkość zmienia się prostoliniowo.

5. Dlaczego w fazie jazdy ustalonej prędkość łagodnie opada?

Spowodowane jest to oporami ruchu i brakiem obciążenia.

6.Jaką zależnością powiązane są ze sobą moc i energia?

P=
W=
, gdzie:

P-moc

W-energia(praca)

7.Definicja mocy

Moc-skalarna wielkość fizyczna określajaca pracę wykonaną w jednostce czasu.

P=

W zapisie różniczkowym, gdy praca nie jest stała w czasie:

P=

8.Graficzna interpretacja energii na przebiegu mocy w czasie.

Energia jest polem pod wykresem mocy.

E₁₂=

3. Wnioski:

-W fazie jazdy ustalonej prędkość opada łagodnie. Spowodowane jest to oporami ruchu i brakiem obciążenia.

- W przypadku gdy moment zmienia się krzywoliniowo prędkość również zmienia się krzywoliniowo, a gdy moment jest stały lub zmienia sie skokowo, prędkość zmienia się prostoliniowo.

- Zmiana przyspieszenia pociąga za sobą zmianę prędkości kątowej. Wnioskiem z tego jest to, że ω, w sposób pośredni, zależy od M.

---