formule voor rendement elektromotor
 

Hallo allemaal,

voor m'n profielwerkstuk heb ik een gelijksspannings elektromotor gebouwd en onderzocht hoe je daar zo'n groot mogelijk rendement uit kan halen.
Om de nuttige energie te berekenen hebben we er een hijskraan op aangesloten, waar we dan een gewichtje aan hangen en de tijd meten hoelang die erover doet om naar beneden en weer omhoog te gaan.

Omdat het een vrij kleine elektromotor is en dus ook erg zwak hebben we voor de overbrenging van de motor naar de hijskraan een overbrenging van een tandwiel met doorsnee 1,5 cm naar eentje met 4,0 cm doorsnee.

http://www.voidofair.nl-site.net/images/tandwielen.jpg

Om het rendement te berekenen moesten we dus een formule opstellen. Alleen vraag ik me af of de formule die ik nu heb een beetje klopt:
Formule voor rendement berekening.

ŋ = E_nuttig / E_in

E_in = P x t = U x I x t

Om Enuttig te bereken moeten we eerst berekenen wat de kracht is op het kleine tandwiel. Het gewicht hangt aan het grote tandwiel.

r₁ = ½ x 0,04 = 0,02 m.

M₁ = F₁ x r₁ = m x 9,81 x 0,02 = 0,1962m

We nemen aan dat de tandwielen met constante snelheid draaien dus M₁ = M₂

m x 0,1962 = F₂ x 0,0075

F₂ = (m x 0,1962) / 0,0075 = 0,1962 / 0,0075 x m = 26,16m

E_mech = E_nuttig = F₂ x (s/t) x t = 26,16m x s

s = 98 cm = 0,98 m

25,6368m
ŋ = ------------------ x 100%
U x I x t

Ik vraag mezelf heel sterk af of het klopt want ik kom met deze berekening uit met een rendement tussen de 0,2% en de 2% == heel erg weinig

Ik hoop dat er iemand is die hier snel antwoord op kan geven (maandag moet ik het inleveren :( )

alvast bedankt
Ruben

p.s. Als ik alleen een andere spoel erin zet, verandert dan de stroomsterkte (niet gemeten :bloos: )

ik heb ook een keer het rendement van een elektromotor moeten bepalen en daar kwam telkens een rendement uit van tussen de 10 en 30 %.

Hoe ik heb het gedaan was gewoon een elektromotor een bakje laten trekken over een vaste afstand en dan te zeggen rendement = verrichte arbeid / elektrische energie


Maar goed.....

Wat misschien makkelijker was geweest, waar je nu niet veel meer aan zult hebben, is het gewichtje over een vaste hoogte laten bewegen --> toename van de zwaarte-energie is Enuttig.

Wat ik nog wel even wil zeggen: hoe lager het gewicht is dat je hebt gebruikt, hoe lager het rendement zal zijn. Tenminste dat volgde uit mijn proef. Ik heb onderzocht wat de invloed is van de massa en de ondergrond op het rendement en daar volgde uit dat hoe meer energie de motor moest leveren, hoe groter het rendement werd.

Dus als jij kleine massa's hebt gebruikt, zal het gevonden rendement waarschijnlijk ook laag zijn. In mijn proef kwam het rendement zelfs tot 30 % bij een massa van 2 kg dat getrokken werd !!! Maar bij een getrokken massa van 75 g was het rendement maar 10,6 %.

Dus kijk even na welke massa's je hebt gebruikt ;)

ik heb gewerkt met redelijk kleine massa's, dus tussen de 0-100 gram en daar komt idd ook uit dat het rendement steeds meer toeneemt naarmate de massa toeneemt, maar het rendement blijft erg laag namelijk 0,1% - 0,3% bijv en dat vind ik wel erg weinig.

ok, de spoel werd redelijk heet (niet aan te raken heet ;), de koolborstels en de commutator hadden aardig wat wrijving en de overbrenging tussen de 2 tandwielen verliep ook niet erg soepel. Verder gingen we natuurlijk van een klein naar een groot tandwiel, maar dat dit alles bij elkaar zo'n groot energie verlies veroorzaakt kan ik me nauwelijks voorstellen :|

rendement = E uit / E in

dan moet je misschien aan het einde in je conclusie vermelden dat het eigenlijk te lage waarden zijn, die je niet hebt verwacht. Je zult ook nog eens na moeten gaan of de veronderstellingen die je hebt gemaakt wel juist waren, of er inderdaad wrijving heeft plaats gevonden en dat soort dingen.

Onderzoek betekent vaak fouten maken en verkeerde veronderstellingen nemen, die je wel moet weergeven natuurlijk. Verder geldt er altijd de wet van behoud van ellende bij experimenten --> de meetonzekerheid ;) bijvoorbeeld de afgelegde afstand die je hebt gemeten enz.

veel succes iig nog ;)

precies, en in procenten is dat dus (E uit / E in) *100%

rendement = Enuttig / Ein

--> Euit is fout want daar kan ook warmte Q bij horen die niet gewenst is bij een elektromotor --> deze moet een voorwerp in beweging zetten en dus arbeid leveren en geen warmte

--> Euit is dus niet juist ;)

(bij een verwarmingskachel is de Q juist wel gewenst waarbij het rendement dan ook wordt gegeven door Q / Ein ;))