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Já se pegou concordando enquanto seu mecânico ou amigo que gosta de carros fala sobre o desempenho do seu carro e o descreve em jargões como quilowatts e torque, com você fingindo seguir , mas secretamente se sentindo sem noção? Se assim for, você não está sozinho.
Quilowatts e torque são dois conceitos essenciais usados para avaliar o desempenho e a eficiência de vários sistemas, desde motores de carros e jatos até motores elétricos e equipamentos industriais.
Ainda , muito poucos podem dizer o que realmente significam ou a diferença entre eles. Reunimos este artigo para ajudar a esclarecer as coisas e para ajudá-lo a entender esses conceitos. Vamos nos aprofundar em suas definições e diferenças e destacar para o que cada um é mais adequado. Então, aperte o cinto e vamos começar!
Quilowatts x Torque: Comparação lado a lado
Quilowatts x Torque: Qual é a diferença?
Definição
Um watt é definido como uma unidade de potência usada para medir a taxa na qual a energia é transferida ou convertida. Um quilowatt (kW) é igual a 1000 watts, ou 1 quilojoule, por segundo. O torque, por outro lado, é uma medida de força rotacional ou ação de torção e é medido em Newton metros (Nm).
Na mecânica, quilowatts e torque são mais ou menos dois lados da mesma moeda. Os quilowatts medem a velocidade na qual a energia é transferida para ou da energia mecânica, enquanto o torque mede a força de torção produzida por um corpo em rotação, como o virabrequim de um motor.
Na eletricidade, os quilowatts medem a taxa na qual a energia elétrica é transferida de um ponto para outro, enquanto o torque é frequentemente usado para medir a força de torção exercida por um motor elétrico.
A patente de 1886 Benz-Motorwagen, o primeiro automóvel do mundo, tinha um motor que produzia cerca de 0,55 quilowatts de potência.
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Deve-se notar que, além da eletricidade e da mecânica, os quilowatts são um fator crucial unidade de medida em outros campos, como a termodinâmica, onde medem a taxa de transferência de calor, bem como a óptica, onde medem a potência de um laser.
Cálculo
Em Linear Mecânica
No contexto da mecânica linear, os quilowatts são calculados multiplicando a força aplicada a um objeto por sua velocidade linear. Matematicamente, isso pode ser escrito da seguinte forma:
Potência (kW)=força (kN) x velocidade (m/s)
Podemos entender melhor os quilowatts aqui pensando neles como indicadores de quão rápido um objeto pode se mover com uma certa quantidade de força.
Como exemplo, vamos considerar o caso hipotético de um carro pequeno, como um Mini Cooper, cujo motor produz 5000 N ou 5kN (1125 lb) de força e impulsiona o carro a uma velocidade de 45 mph (quase 20m/s).
Aplicando a fórmula acima, descobrimos que a potência do motor é de aproximadamente 100 kW. É como ter cerca de 134 cavalos puxando o carro (1hp é cerca de 0,746kW)!
O torque, por outro lado, pode ser visto como a medida da força de torção que um motor produz para girar as rodas. Matematicamente, isso é:
Torque (Nm)=força (N) x distância do ponto de pivô (m)
Se você já usou uma chave inglesa para apertar um parafuso, você sabe o quão importante é o torque. Digamos que você esteja apertando um parafuso com uma chave e aplicando uma força de 50 N (11,24 lb), e o parafuso está localizado a 30 cm (11,81 pol.) de distância do centro do orifício, o ponto de articulação. Em seguida, o torque aplicado ao parafuso é de 15 Nm (11,06 lb-ft), o que significa que você o está apertando com bastante segurança.
Em corpos rotativos (rotordinâmica)
Quilowatts e torque podem ser relacionados diretamente quando se trata de máquinas rotativas como motores e motores elétricos. Em geral, a relação entre os dois pode ser expressa usando a seguinte equação:
Potência (kW)=Torque (kNm) x Velocidade Angular (rad/s) ou simplesmente P=(T ω)
A equação acima mostra que a potência e o torque são proporcionais entre si, com a velocidade angular atuando como a constante de proporcionalidade. Isso significa que um aumento no torque resultará em um aumento na potência, assumindo que a velocidade angular permaneça constante.
A relação entre quilowatt e torque também pode ser simplesmente expressa como kW=Nm x 2π/60, onde Nm significa Newton metro e 2π/60 significa velocidade angular em radianos por segundo.
Usando nosso exemplo anterior do Mini Cooper, vamos supor que ele emita 100 kW de potência a 5.000 rpm. Podemos obter o torque gerado pelo motor reorganizando a equação P=Tω para calcular o torque:
T=P/ω
Podemos converter 5.000 rpm em radianos por segundo:
ω=(5000 rpm) x (2π rad/rev)/(60 s/min)=523,6 rad/s
Substituindo este valor e a potência fornecida na equação , obtemos:
T=(100 kW)/(523,6 rad/s)=191 Nm
Contexto de eletricidade
No contexto de eletricidade, quilowatts pode ser melhor entendida como uma medida da taxa na qual a eletricidade é consumida (ou gerada) por um aparelho. Os quilowatts são calculados multiplicando a tensão e a corrente de um sistema elétrico. A fórmula matemática é:
Potência (kW)=tensão (V) x corrente (A)/1000
Então, digamos que você tenha uma torradeira que usa 120 volts e consome uma corrente de 5 amperes. Isso significa que seu consumo de energia é de 0,6 kW, o que equivale a usar 6 lâmpadas de 100 watts ao mesmo tempo.
Girar um volante é um exemplo de torque.
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Torque em o contexto elétrico não pode ser considerado diferente do que representa no contexto da mecânica rotativa, pois ainda é usado para medir a força de torção que é, na maioria das vezes, exercida por um motor elétrico. Como vimos anteriormente com corpos em rotação, o torque é calculado dividindo a potência do motor por sua velocidade angular:
Torque (Nm)=potência (W)/velocidade angular (rad/s)
Como exemplo, digamos que você tenha um motor elétrico que produz 1 kW de potência e gira a uma velocidade de 1000 rotações por minuto (rpm). Para calcular o torque produzido pelo motor, precisamos converter a velocidade angular de rpm para radianos por segundo.
Uma revolução é equivalente a 2π radianos, então 1000 rpm é igual a (1000/60) x 2π=104,72 rad/s.
Usando a fórmula do torque, obtemos:
Torque=1000 W/104,72 rad/s=9,55 Nm (7,04 lb-ft)
Portanto, este motor produz um torque de 9,55 Nm, o que significa que pode gerar uma força de torção de 9,55 N a uma distância de 1 metro do ponto de pivô do motor. Esse torque é essencial para o motor executar tarefas como dirigir uma máquina, girar um eixo ou girar uma roda.
Quilowatts e torque em veículos
Quilowatts e torque são importantes para fazer qualquer tipo de veículo se mover, mas eles têm papéis diferentes a desempenhar. Em um automóvel, por exemplo, os quilowatts medem a rapidez com que a força motriz é aproveitada por um motor.
Praticamente como em um sprinter, eles são uma medida de velocidade e agilidade, expressando como rajadas rápidas de energia podem fazer um veículo se mover rapidamente. A potência é um fator importante em carros esportivos e veículos de alto desempenho que precisam atingir velocidades máximas rapidamente.
O torque, por outro lado, mede a força de torção que um motor produz. É como o músculo que move as coisas e continua a fornecer energia estável e confiável que pode manter um veículo em movimento. É importante para todos os tipos de veículos, mas principalmente em veículos pesados, como caminhões e SUVs, que precisam rebocar cargas pesadas.
O torque também é crucial para a aceleração, pois fornece a força necessária para superar a inércia de um veículo e colocá-lo em movimento rapidamente. Um torque mais alto permite que um carro acelere mais rápido a partir de uma paralisação. Em carros de corrida, o torque é especialmente importante para uma rápida aceleração nas saídas das curvas, pois o alto torque permite que o piloto ganhe velocidade muito mais rápido.
Para obter o melhor desempenho de um veículo, ele precisa ter o equilíbrio certo de quilowatts e torque. Muitos quilowatts e torque insuficiente, e o veículo terá dificuldade para subir ladeiras ou rebocar cargas pesadas. Muito torque e quilowatts insuficientes, e o veículo ficará lento e lento. Encontrar o equilíbrio perfeito é a chave para tirar o máximo proveito de um veículo.
Quilowatts x Torque: 5 fatos que você deve saber
O termo “torque” vem da palavra latina “torquere”, que significa”torcer”. Um único cavalo-vapor (1 hp) equivale a 746 watts e um Newton-metro (Nm) equivale a aproximadamente 0,7376 cavalo-vapor. O primeiro automóvel a usar um motor de combustão interna foi o Benz Patent-Motorwagen, que tinha um motor que produziu cerca de 0,55 quilowatts de potência. O Bugatti Chiron, um dos carros mais rápidos do mundo, tem um motor que produz 1480 cavalos de potência (1,10 kW) e 1600 Nm de torque. A maior turbina eólica do mundo, a Vestas V236, tem um diâmetro de rotor de 236 metros. Produz até 15.000 quilowatts (15MW) de energia. Supondo que suas pás girem a 12 RPM e que toda a energia mecânica seja convertida em energia elétrica, a turbina gera impressionantes 11.937 kNm (quilo Newton-metros) de torque!
Quilowatts x Torque: Qual é o melhor? Qual você deve escolher?
A resposta a essas perguntas é simplesmente contextual. Kilowatts são uma medida de potência, enquanto o torque mede a força rotacional. Então, qual você deve escolher? Bem, depende do que você precisa.
Se você quer velocidade absoluta em seu próximo carro, quilowatts (e peso) são o que você deve considerar. Quanto maior a classificação de quilowatts do motor, mais potência ele pode produzir e mais rápido o carro pode ir.
Por outro lado, se você está procurando um SUV para off-road ou para transportar mercadorias pesadas, o torque é a medida mais importante a ser considerada em um veículo. Alto torque significa que o motor pode aplicar mais força de giro às rodas, permitindo que você mova cargas pesadas com facilidade.
É importante observar que quilowatts e torque não são medidas intercambiáveis. Uma alta classificação de quilowatts não significa necessariamente alto torque e vice-versa. Em vez disso, eles servem a propósitos diferentes e é importante considerar, dependendo do que você precisa de seu motor ou motor.
Quilowatts x Torque: qual é a diferença? Perguntas frequentes (perguntas frequentes)
Qual é a principal diferença entre quilowatts e torque?
Um quilowatt mede a taxa na qual a energia é gerada ou consumida ao longo do tempo em um sistema, enquanto o torque mede a quantidade de força rotacional ou ação de torção dentro ou fora de um sistema como um motor.
Como você mede quilowatts e torque?
Os quilowatts podem ser medidos usando um dinamômetro, que é um dispositivo que mede a potência de saída do motor. Em outros casos, o torque pode ser medido usando uma chave de torque, que é uma ferramenta que mede a quantidade de força necessária para girar um parafuso ou porca.
Qual é a diferença entre a potência do freio (bhp ) e quilowatts?
A potência do freio é a potência de saída de um motor medida no eixo de saída antes que ocorra qualquer perda de potência devido a itens como caixa de câmbio, alternador e outros componentes auxiliares. p>
Bhp é freqüentemente usado para descrever a potência de motores, particularmente aqueles no setor automotivo, especialmente nos Estados Unidos e Reino Unido.
Por outro lado, quilowatts, como vimos , são uma unidade padrão de potência usada em todo o mundo. Eles medem a taxa na qual o trabalho é feito, com um quilowatt igual a 1.000 watts.
Um motor pode ter alto torque, mas baixos quilowatts e vice-versa?
Sim, um motor pode ter alto torque, mas baixos quilowatts e vice-versa. Isso ocorre porque o torque e os quilowatts não são diretamente proporcionais no caso de um motor. Um motor com alto torque pode não necessariamente produzir altos quilowatts.
Os veículos elétricos produzem mais torque do que quilowatts?
Bem, isso dependerá principalmente do veículo elétrico específico e seu powertrain. Geralmente, os veículos elétricos tendem a produzir altos níveis de torque em comparação com sua potência em quilowatts.
Isso ocorre porque os motores elétricos têm uma curva de torque muito plana, o que significa que podem fornecer torque máximo a partir de uma paralisação e manter em toda a faixa de rotações.
Qual é a diferença entre torque e momento?
Torque e momento são frequentemente usados de forma intercambiável para descrever o mesmo físico conceito de uma força de torção que causa movimento rotacional.
Para simplificar, o torque mede o quanto uma força faz com que um objeto gire, enquanto o momento mede o quanto uma força tende a causar rotação em torno de um eixo.
Além disso, o torque é mais comumente usado para descrever forças rotacionais no contexto da rotordinâmica , enquanto moment é frequentemente usado no contexto de estática e mecânica estrutural mecânica para descrever as forças de flexão.
As relações de transmissão afetam o torque e a potência?
Sim, as relações de transmissão afetam o torque e a potência alterando a vantagem mecânica entre o motor e as rodas. As relações de transmissão mais baixas aumentam o torque e reduzem a velocidade, enquanto as relações de transmissão mais altas diminuem o torque e aumentam a velocidade. No entanto, a potência geral do motor permanece constante.