วิธีหาสูตรความถี่การหมุน สูตรความถี่การหมุนแบบวน การกำหนดความเร็วของเพลาในทางฟิสิกส์วัดความเร็วได้อย่างไร?

ความถี่ในการหมุนคือปริมาณทางกายภาพ ซึ่งเป็นลักษณะของกระบวนการที่เป็นคาบ เท่ากับจำนวนรอบที่สมบูรณ์ต่อหน่วยเวลา สัญกรณ์มาตรฐานในสูตร - υ, ฉ , ω หรือ เอฟ - หน่วยความถี่ในระบบหน่วยสากล (SI) โดยทั่วไปคือเฮิรตซ์ (Hz) ส่วนกลับของความถี่เรียกว่าคาบ

สัญญาณคาบมีลักษณะเป็นความถี่ชั่วขณะ ซึ่งเป็นอัตราของการเปลี่ยนเฟส แต่สัญญาณเดียวกันสามารถแสดงเป็นผลรวมของส่วนประกอบสเปกตรัมฮาร์มอนิกที่มีความถี่ของตัวเอง คุณสมบัติของความถี่ชั่วขณะและความถี่ขององค์ประกอบสเปกตรัมนั้นแตกต่างกัน คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ เช่น ในหนังสือของ Fink เรื่อง "Signals, Interference, Errors"

ในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีตลอดจนในการคำนวณทางวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุประยุกต์บางอย่างจะสะดวกในการใช้ความถี่ปริมาณเพิ่มเติม - วงจร (วงกลม, รัศมี, เชิงมุม) (แสดงแทน ω - ความถี่ไซคลิกสัมพันธ์กับความถี่การแกว่งตามความสัมพันธ์ ω=2 พายฟ - ในแง่คณิตศาสตร์ ความถี่ไซคลิกเป็นอนุพันธ์อันดับหนึ่งของเฟสรวมของการแกว่งเทียบกับเวลา หน่วยของความถี่ไซคลิกคือเรเดียนต่อวินาที (rad/s, rad/s)

ในกลศาสตร์ เมื่อพิจารณาการเคลื่อนที่แบบหมุน ความถี่แบบอะนาล็อกของความถี่ไซคลิกคือความเร็วเชิงมุม

ความถี่ของเหตุการณ์ที่ไม่ต่อเนื่อง (ความถี่พัลส์) คือปริมาณทางกายภาพเท่ากับจำนวนเหตุการณ์ที่ไม่ต่อเนื่องที่เกิดขึ้นต่อหน่วยเวลา หน่วยของความถี่ของเหตุการณ์ที่ไม่ต่อเนื่องกันคือวินาทีจากลบยกกำลังหนึ่ง ( ส −1, ส−1) อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มักใช้เฮิรตซ์เพื่อแสดงความถี่พัลส์

ความถี่ในการหมุนคือปริมาณทางกายภาพเท่ากับจำนวนรอบการหมุนเต็มต่อหน่วยเวลา หน่วยของความเร็วในการหมุนคือวินาทีลบกำลังที่หนึ่ง ( ส −1, ส−1) รอบต่อวินาที หน่วยที่มักใช้คือ รอบต่อนาที รอบต่อชั่วโมง เป็นต้น

ปริมาณอื่นที่เกี่ยวข้องกับความถี่

• แบนด์วิธความถี่ - สูงสุด − เอฟมิน
• ช่วงความถี่ - บันทึก ( สูงสุด / เอฟมิน )
• ส่วนเบี่ยงเบนความถี่ - Δ ฉ /2
• ระยะเวลา - 1/ ฉ
• ความยาวคลื่น - υ/ ฉ
• ความเร็วเชิงมุม (ความเร็วการหมุน) - dφ / dt ; 2πเอฟบีพี

ด้านมาตรวิทยา

การวัด

ในการวัดความถี่ มีการใช้เครื่องวัดความถี่ประเภทต่างๆ รวมถึง: เพื่อวัดความถี่ของพัลส์ - การนับทางอิเล็กทรอนิกส์และตัวเก็บประจุเพื่อกำหนดความถี่ของส่วนประกอบสเปกตรัม - เครื่องวัดความถี่เรโซแนนซ์และเฮเทอโรไดน์ตลอดจนเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม

ในการสร้างความถี่ด้วยความแม่นยำที่กำหนด มีการใช้มาตรการต่าง ๆ เช่น มาตรฐานความถี่ (ความแม่นยำสูง) เครื่องสังเคราะห์ความถี่ เครื่องกำเนิดสัญญาณ ฯลฯ

เปรียบเทียบความถี่โดยใช้เครื่องเปรียบเทียบความถี่หรือใช้ออสซิลโลสโคปโดยใช้รูปแบบ Lissajous

มาตรฐาน

มาตรฐานหลักของรัฐของหน่วยเวลา ความถี่ และมาตราส่วนเวลาของประเทศ GET 1-98 - ตั้งอยู่ที่ VNIIFTRI

มาตรฐานรองของหน่วยเวลาและความถี่ VET 1-10-82 - ตั้งอยู่ใน SNIIM (โนโวซีบีร์สค์)

การเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนที่แบบคาบ

ระยะเวลาถูกกำหนดด้วยตัวอักษร T

หากต้องการค้นหาระยะเวลาการหมุน คุณต้องหารเวลาในการหมุนด้วยจำนวนรอบ:

ความเร็วในการหมุนถูกกำหนดโดยตัวอักษร n

หากต้องการค้นหาความถี่ในการหมุน คุณต้องหารจำนวนรอบด้วยเวลาที่การปฏิวัติเหล่านี้เสร็จสิ้น:

ความถี่ในการหมุนและคาบของการหมุนมีความสัมพันธ์กันเป็นปริมาณซึ่งกันและกัน คาบวัดเป็นวินาที: [ T ] = 1 วินาที

หน่วยความถี่เป็นหน่วยวินาทีถัดจากกำลังลบตัวแรก: [n] = 1 s –1

หน่วยนี้มีชื่อของตัวเอง - 1 เฮิรตซ์ (1 เฮิร์ตซ์)

เรามาเปรียบเทียบระหว่างการเคลื่อนไหวแบบหมุนและการเคลื่อนที่แบบแปลกัน

วัตถุที่เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องจะเปลี่ยนตำแหน่งในอวกาศโดยสัมพันธ์กับวัตถุอื่น

วัตถุที่ทำการเคลื่อนที่แบบหมุนจะหมุนผ่านมุมที่กำหนด

หากในช่วงเวลาเท่ากัน ร่างกายในการแปลมีการเคลื่อนไหวเท่ากัน การเคลื่อนไหวนั้นเรียกว่าสม่ำเสมอ

หากวัตถุที่กำลังหมุนหมุนด้วยมุมเดียวกันในช่วงเวลาเท่ากัน การหมุนดังกล่าวจะเรียกว่าสม่ำเสมอ คุณลักษณะของการเคลื่อนที่แบบแปลนสม่ำเสมอคือความเร็ว ลักษณะที่สอดคล้องกันของการเคลื่อนที่แบบหมุนคือความเร็วเชิงมุม:

ความเร็วเชิงมุมคือปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของมุมการหมุนของวัตถุต่อเวลาที่การหมุนเสร็จสมบูรณ์

ความเร็วเชิงมุมแสดงมุมที่วัตถุหมุนไปต่อหน่วยเวลา

ในการหาหน่วยของความเร็วเชิงมุม คุณต้องแทนที่หน่วย - 1 เรเดียน และเวลา - 1 วินาที ลงในสูตรที่กำหนด เราได้รับ: [ω] = 1

ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถแนะนำลักษณะของการหมุนที่ไม่สม่ำเสมอได้ ถ้าประเภทของการเคลื่อนที่แบบแปลนที่ไม่สม่ำเสมอนั้นเป็นการเคลื่อนที่ที่แปรผันสม่ำเสมอ ดังนั้นสำหรับการเคลื่อนที่แบบหมุน แนวคิดของการหมุนแบบแปรผันสม่ำเสมอสามารถถูกนำมาใช้ได้

คุณลักษณะของการเคลื่อนที่แบบแปลนสม่ำเสมอคือการเร่งความเร็ว:

การเปรียบเทียบต่อไป เราจะเขียนสมการสำหรับการกระจัดระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอเป็นเส้นตรง

เนื่องจากในระหว่างการหมุน การเคลื่อนที่ของร่างกายสอดคล้องกับมุมของการหมุน ความเร็วเชิงเส้น - ความเร็วเชิงมุม ความเร่งเชิงเส้น - ความเร่งเชิงมุม ดังนั้นสมการที่คล้ายกันสำหรับการเคลื่อนที่แบบหมุนจะมีรูปแบบ:

อีกสมการของการเคลื่อนที่เชิงแปลจะสอดคล้องกับสมการของการเคลื่อนที่แบบหมุน:

วิธีการที่ใช้ในกรณีนี้เรียกว่า โดยวิธีการเปรียบเทียบ.

จุดของร่างกายที่ทำการเคลื่อนที่แบบหมุนจะหมุนสัมพันธ์กับแกนการหมุนที่มุมหนึ่งและเคลื่อนที่ไปตามส่วนโค้งวงกลมโดยผ่านเส้นทางที่แน่นอน ดังนั้นลักษณะของการเคลื่อนที่แบบหมุนจึงมีทั้งความเร็วเชิงมุมและความเร็วเชิงเส้น

ความเร็วเชิงเส้นของจุดหนึ่งมีทิศทางในแนวสัมผัสกับวงกลมที่จุดนั้นเคลื่อนที่

สิ่งนี้เห็นได้จากสิ่งสกปรกที่กระเด็นออกจากล้อรถหรือประกายไฟที่กระเด็นจากวัตถุที่เป็นโลหะที่กดลงบนล้อกากเพชร

ยิ่งจุดอยู่ห่างจากแกนการหมุนมากเท่าไร ความเร็วเชิงเส้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความเร็วเชิงมุมของจุดที่อยู่ในรัศมีเดียวกันจะเท่ากัน ดังนั้น ความเร็วเชิงเส้นของจุดหนึ่งจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับรัศมีของวงกลมที่จุดนั้นหมุนไป

ในเวลาที่เท่ากับคาบ จุดจะเดินทางในเส้นทางเท่ากับความยาวของวงกลม ความเร็วเชิงเส้นเท่ากับ อัตราส่วนของมุมการหมุนต่อเวลาที่หมุนผ่านมุมนี้เท่ากับความเร็วเชิงมุม

ดังนั้น ความเร็วเชิงเส้นของจุดหมุนจึงสัมพันธ์กับความเร็วเชิงมุมโดยความสัมพันธ์:

เมื่อหมุนสม่ำเสมอ ความเร็วจะเปลี่ยนในทิศทาง แต่ขนาดไม่เปลี่ยนแปลง

ปล่อยให้วัตถุที่หมุนอยู่ในช่วงเวลาเริ่มต้นอยู่ที่จุด A และความเร็วของมันพุ่งไปในแนวสัมผัส เวลาต่อไปร่างกายอยู่ที่จุด B ในกรณีนี้ ความเร็วของมันจะเปลี่ยนไปในทิศทางเดียวและพุ่งเข้าหาวงกลมในวงสัมผัส

ลองหาเวกเตอร์ของผลต่างความเร็วโดยใช้กฎการออกฤทธิ์กับเวกเตอร์ จากภาพวาดจะเห็นว่าเวกเตอร์ส่วนต่างมีทิศทางไปในทิศทางที่ใกล้กับศูนย์กลางของวงกลม ยิ่งมุมการหมุนเล็กลง เวกเตอร์ความเร็วก็จะยิ่งเข้าใกล้ทิศทางของจุดศูนย์กลางการหมุนมากขึ้นเท่านั้น

ความเร็วเชิงมุม

ลองเลือกจุดบนวงกลม 1 2

ระยะเวลาและความถี่

ระยะเวลาการหมุน ต

ความสัมพันธ์กับความเร็วเชิงมุม

ความเร็วเชิงเส้น

ต

การหมุนของโลก

วีเอและ โวลต์ บี

มีความแตกต่างของเวกเตอร์ - เนื่องจากเราได้รับ

การเคลื่อนที่ไปตามไซโคลิด*

จำนวนครั้งของเหตุการณ์ใดๆ หรือการเกิดขึ้นในหน่วยตัวจับเวลาเดียวเรียกว่าความถี่ ปริมาณทางกายภาพนี้วัดเป็นเฮิรตซ์ - เฮิร์ตซ์ (Hz) แสดงด้วยตัวอักษร ν, f, F และเป็นอัตราส่วนของจำนวนเหตุการณ์ที่เกิดซ้ำต่อระยะเวลาที่เกิดขึ้น

เมื่อวัตถุหมุนรอบจุดศูนย์กลาง เราสามารถพูดถึงปริมาณทางกายภาพ เช่น ความถี่ในการหมุน สูตร:

• N คือจำนวนรอบการหมุนรอบแกนหรือเป็นวงกลม
• t คือช่วงเวลาที่เสร็จสิ้น

ในระบบ SI จะแสดงเป็น – s-1 (s-1) และเรียกว่าการปฏิวัติต่อวินาที (rps) นอกจากนี้ยังใช้หน่วยการหมุนอื่นๆ อีกด้วย เมื่ออธิบายการหมุนของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ พวกเขาพูดถึงการปฏิวัติในหน่วยชั่วโมง ดาวพฤหัสบดีหมุนรอบทุกๆ 9.92 ชั่วโมง ในขณะที่โลกและดวงจันทร์หมุนทุกๆ 24 ชั่วโมง

ความเร็วในการหมุนที่กำหนด

ก่อนที่จะกำหนดแนวคิดนี้ จำเป็นต้องพิจารณาว่าโหมดการทำงานที่ระบุของอุปกรณ์คืออะไร นี่คือลำดับการทำงานของอุปกรณ์ซึ่งบรรลุประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือสูงสุดของกระบวนการในระยะเวลานาน จากนี้ ความเร็วในการหมุนที่กำหนดคือจำนวนรอบต่อนาทีเมื่อทำงานในโหมดที่กำหนด เวลาที่ใช้ในการหมุนรอบหนึ่งคือ 1/v วินาที เรียกว่าคาบการหมุน T ซึ่งหมายความว่าความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลาของการปฏิวัติและความถี่มีรูปแบบ:

ขอแจ้งให้ทราบความเร็วในการหมุนของเพลามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสคือ 3000 รอบต่อนาที ซึ่งเป็นความเร็วการหมุนที่กำหนดของก้านเพลาเอาท์พุตที่โหมดการทำงานปกติของมอเตอร์ไฟฟ้า

จะค้นหาหรือค้นหาความถี่การหมุนของกลไกต่าง ๆ ได้อย่างไร? สำหรับสิ่งนี้จะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องวัดวามเร็ว

ความเร็วเชิงมุม

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลม จุดทุกจุดจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันเมื่อเทียบกับแกนการหมุน หากเราใช้ใบพัดของพัดลมในครัวเรือนทั่วไปที่หมุนรอบเพลา จุดที่ใกล้กับเพลาจะมีความเร็วในการหมุนมากกว่าจุดที่ทำเครื่องหมายไว้บนขอบของใบพัด ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีความเร็วในการหมุนเชิงเส้นต่างกัน ในขณะเดียวกัน ความเร็วเชิงมุมของทุกจุดจะเท่ากัน

ความเร็วเชิงมุมคือการเปลี่ยนแปลงของมุมต่อหน่วยเวลา ไม่ใช่ระยะทาง เขียนแทนด้วยตัวอักษรกรีก – ω และมีหน่วยวัด: เรเดียนต่อวินาที (rad/s) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความเร็วเชิงมุมคือเวกเตอร์ที่เชื่อมโยงกับแกนการหมุนของวัตถุ

สูตรคำนวณความสัมพันธ์ระหว่างมุมการหมุนและช่วงเวลาคือ:

• ω – ความเร็วเชิงมุม (rad/s)
• ∆ϕ – เปลี่ยนมุมโก่งเมื่อเลี้ยว (rad.);
• ∆t – เวลาที่ใช้ในการเบี่ยงเบน (s)

การกำหนดความเร็วเชิงมุมจะใช้เมื่อศึกษากฎการหมุน ใช้เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่หมุนอยู่ทั้งหมด

ความเร็วเชิงมุมในบางกรณี

ในทางปฏิบัติ พวกมันไม่ค่อยทำงานกับค่าความเร็วเชิงมุม จำเป็นในการออกแบบการพัฒนากลไกการหมุน: กระปุกเกียร์ กระปุกเกียร์ ฯลฯ

คุณสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้การเชื่อมต่อระหว่างความเร็วเชิงมุมและความเร็วในการหมุน

• π – จำนวนเท่ากับ 3.14;
• ν – ความเร็วในการหมุน (รอบต่อนาที)

ตัวอย่างเช่นสามารถพิจารณาความเร็วเชิงมุมและความเร็วในการหมุนของขอบล้อเมื่อเคลื่อนย้ายรถไถเดินตาม มักจำเป็นต้องลดหรือเพิ่มความเร็วของกลไก ในการทำเช่นนี้จะใช้อุปกรณ์ในรูปแบบของกระปุกเกียร์ซึ่งช่วยลดความเร็วในการหมุนของล้อ ที่ความเร็วสูงสุด 10 กม./ชม. ล้อหมุนได้ประมาณ 60 รอบต่อนาที หลังจากแปลงนาทีเป็นวินาที ค่านี้คือ 1 rpm หลังจากแทนข้อมูลลงในสูตรแล้ว ผลลัพธ์จะเป็นดังนี้:

ω = 2*π*ν = 2*3.14*1 = 6.28 ราด/วินาที

ขอแจ้งให้ทราบมักจำเป็นต้องลดความเร็วเชิงมุมเพื่อเพิ่มแรงบิดหรือแรงดึงของกลไก

วิธีกำหนดความเร็วเชิงมุม

หลักการหาความเร็วเชิงมุมขึ้นอยู่กับว่าการเคลื่อนที่แบบวงกลมเกิดขึ้นได้อย่างไร หากสม่ำเสมอจะใช้สูตร:

ถ้าไม่เช่นนั้นคุณจะต้องคำนวณค่าของความเร็วเชิงมุมทันทีหรือเฉลี่ย

ปริมาณที่เรากำลังพูดถึงนั้นเป็นปริมาณเวกเตอร์ และใช้กฎของแมกซ์เวลล์เพื่อกำหนดทิศทาง ในสำนวนทั่วไป - กฎของ gimlet เวกเตอร์ความเร็วมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของสกรูที่มีเกลียวขวา

ลองดูตัวอย่างวิธีกำหนดความเร็วเชิงมุมโดยรู้ว่ามุมการหมุนของดิสก์ที่มีรัศมี 0.5 ม. นั้นแตกต่างกันไปตามกฎหมาย ϕ = 6*t:

ω = ϕ / t = 6 * t / t = 6 s-1

เวกเตอร์ ω เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการหมุนในปริภูมิของแกนการหมุน และเมื่อค่าของโมดูลัสความเร็วเชิงมุมเปลี่ยนแปลง

มุมการหมุนและคาบของการหมุน

พิจารณาจุด A บนวัตถุที่หมุนรอบแกนของมัน เมื่อโคจรในช่วงเวลาหนึ่ง มันจะเปลี่ยนตำแหน่งบนเส้นวงกลมไปมุมหนึ่ง นี่คือมุมการหมุน มีหน่วยวัดเป็นเรเดียน เนื่องจากหน่วยจะถือเป็นส่วนของวงกลมเท่ากับรัศมี ค่าอื่นสำหรับการวัดมุมการหมุนคือองศา

เมื่อผลจากการหมุนจุด A กลับสู่ตำแหน่งเดิม หมายความว่าจุดนั้นหมุนครบแล้ว หากการเคลื่อนไหวซ้ำแล้วซ้ำอีก n ครั้ง เราจะพูดถึงการปฏิวัติจำนวนหนึ่ง จากนี้ คุณสามารถพิจารณา 1/2, 1/4 รอบและอื่นๆ ตัวอย่างการใช้งานจริงที่โดดเด่นของสิ่งนี้คือเส้นทางที่หัวกัดใช้ในการกัดชิ้นส่วนที่ยึดไว้ตรงกลางสปินเดิลของเครื่องจักร

ความสนใจ!มุมการหมุนมีทิศทาง จะเป็นลบเมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกา และเป็นบวกเมื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา

หากวัตถุเคลื่อนที่รอบวงกลมอย่างสม่ำเสมอ เราสามารถพูดถึงความเร็วเชิงมุมคงที่ระหว่างการเคลื่อนที่ได้ ω = const

ในกรณีนี้จะใช้ลักษณะดังต่อไปนี้:

• คาบของการปฏิวัติ - T นี่คือเวลาที่ต้องใช้ในการหมุนจุดในการเคลื่อนที่เป็นวงกลมโดยสมบูรณ์
• ความถี่การไหลเวียน – ν คือจำนวนรอบทั้งหมดที่จุดหนึ่งสร้างขึ้นตามเส้นทางวงกลมในช่วงเวลาหนึ่งหน่วย

น่าสนใจ.ตามข้อมูลที่ทราบ ดาวพฤหัสบดีหมุนรอบดวงอาทิตย์ทุกๆ 12 ปี เมื่อโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์เกือบ 12 รอบในช่วงเวลานี้ ค่าที่แน่นอนของคาบการโคจรของยักษ์ทรงกลมคือ 11.86 ปีโลก

ความเร็วรอบ (กลับตัว)

ปริมาณสเกลาร์ที่ใช้วัดความถี่ของการเคลื่อนที่แบบหมุนเรียกว่าความถี่ไซคลิก นี่คือความถี่เชิงมุม ซึ่งไม่เท่ากับเวกเตอร์ความเร็วเชิงมุมเอง แต่เป็นความถี่ของมัน เรียกอีกอย่างว่าความถี่รัศมีหรือวงกลม

ความถี่การหมุนแบบวนคือจำนวนรอบการหมุนของร่างกายใน 2*π วินาที

สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ความถี่นี้เป็นแบบอะซิงโครนัส ความเร็วของโรเตอร์จะช้ากว่าความเร็วการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ ค่าที่กำหนดความล่าช้านี้เรียกว่าสลิป - S ในระหว่างกระบวนการเลื่อน เพลาจะหมุนเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในโรเตอร์ อนุญาตให้สลิปได้ถึงค่าที่กำหนดซึ่งเกินซึ่งจะทำให้เครื่องอะซิงโครนัสร้อนเกินไปและขดลวดอาจไหม้ได้

การออกแบบมอเตอร์ประเภทนี้แตกต่างจากการออกแบบของเครื่อง DC โดยที่เฟรมรับกระแสไฟฟ้าจะหมุนในสนามแม่เหล็กถาวร กระดองประกอบด้วยเฟรมจำนวนมาก และแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมากเป็นพื้นฐานของสเตเตอร์ ในเครื่องไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสสิ่งที่ตรงกันข้ามจะเป็นจริง

เมื่อมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสทำงาน สเตเตอร์จะมีสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เสมอ:

• ความถี่ไฟหลัก
• จำนวนคู่ขั้ว

ความเร็วในการหมุนของโรเตอร์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ สนามนี้ถูกสร้างขึ้นโดยขดลวดสามเส้นซึ่งอยู่ที่มุม 120 องศาซึ่งสัมพันธ์กัน

การเปลี่ยนจากความเร็วเชิงมุมเป็นความเร็วเชิงเส้น

มีความแตกต่างระหว่างความเร็วเชิงเส้นของจุดและความเร็วเชิงมุม เมื่อเปรียบเทียบปริมาณในนิพจน์ที่อธิบายกฎการหมุน คุณจะเห็นความเหมือนกันระหว่างแนวคิดทั้งสองนี้ จุด B ใดๆ ที่เป็นของวงกลมที่มีรัศมี R จะทำให้เกิดเส้นทางเท่ากับ 2*π*R ขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดการปฏิวัติครั้งหนึ่ง เมื่อพิจารณาว่าเวลาที่ต้องใช้คือช่วงเวลา T ซึ่งเป็นค่าโมดูลาร์ของความเร็วเชิงเส้นของจุด B พบได้โดยการกระทำต่อไปนี้:

ν = 2*π*R / Т = 2*π*R* ν

เนื่องจาก ω = 2*π*ν จะได้ว่า:

ด้วยเหตุนี้ ความเร็วเชิงเส้นของจุด B จึงยิ่งมากขึ้น ยิ่งจุดนั้นอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางการหมุนมากเท่าไร

ขอแจ้งให้ทราบหากเราพิจารณาเมืองต่างๆ ที่ละติจูดเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเป็นจุดดังกล่าว ความเร็วเชิงเส้นของเมืองเหล่านั้นสัมพันธ์กับแกนโลกคือ 233 เมตร/วินาที สำหรับวัตถุบนเส้นศูนย์สูตร – 465 เมตร/วินาที

ค่าตัวเลขของเวกเตอร์ความเร่งของจุด B ซึ่งเคลื่อนที่สม่ำเสมอจะถูกแสดงผ่าน ร และความเร็วเชิงมุม ดังนี้

a = ν2/ R แทนที่ที่นี่ ν = ω* R เราได้: a = ν2/ R = ω2* R

ซึ่งหมายความว่า ยิ่งรัศมีของวงกลมที่จุด B เคลื่อนที่มีรัศมีมากขึ้น ค่าความเร่งในค่าสัมบูรณ์ก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย ยิ่งจุดของวัตถุแข็งเกร็งอยู่ห่างจากแกนหมุนมากเท่าใด ความเร่งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณความเร่ง โมดูลความเร็วของจุดที่ต้องการของร่างกายและตำแหน่งได้ตลอดเวลา

ความเข้าใจและความสามารถในการใช้การคำนวณและไม่สับสนในคำจำกัดความจะช่วยในทางปฏิบัติในการคำนวณความเร็วเชิงเส้นและเชิงมุมตลอดจนย้ายจากปริมาณหนึ่งไปยังอีกปริมาณหนึ่งได้อย่างอิสระเมื่อทำการคำนวณ

วีดีโอ

การทดสอบออนไลน์

เนื่องจากความเร็วเชิงเส้นเปลี่ยนทิศทางสม่ำเสมอ การเคลื่อนที่แบบวงกลมจึงไม่สามารถเรียกว่าสม่ำเสมอได้ แต่จะมีการเร่งความเร็วสม่ำเสมอ

ความเร็วเชิงมุม

ลองเลือกจุดบนวงกลม 1 - มาสร้างรัศมีกันเถอะ ในหน่วยเวลา จุดจะเคลื่อนไปยังจุด 2 - ในกรณีนี้ รัศมีจะอธิบายมุม ความเร็วเชิงมุมเป็นตัวเลขเท่ากับมุมการหมุนของรัศมีต่อหน่วยเวลา

ระยะเวลาและความถี่

ระยะเวลาการหมุน ต- นี่คือเวลาที่ร่างกายทำการปฏิวัติหนึ่งครั้ง

ความถี่ในการหมุนคือจำนวนรอบต่อวินาที

ความถี่และระยะเวลามีความสัมพันธ์กันตามความสัมพันธ์

ความสัมพันธ์กับความเร็วเชิงมุม

ความเร็วเชิงเส้น

แต่ละจุดบนวงกลมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่กำหนด ความเร็วนี้เรียกว่าเชิงเส้น ทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วเชิงเส้นเกิดขึ้นพร้อมกับเส้นสัมผัสของวงกลมเสมอตัวอย่างเช่น ประกายไฟจากใต้เครื่องเจียรเคลื่อนที่ ทำซ้ำในทิศทางความเร็วขณะนั้น

พิจารณาจุดบนวงกลมที่ทำให้เกิดการปฏิวัติหนึ่งครั้ง เวลาที่ใช้คือคาบ ต- เส้นทางที่จุดเดินทางคือเส้นรอบวง

ความเร่งสู่ศูนย์กลาง

เมื่อเคลื่อนที่เป็นวงกลม เวกเตอร์ความเร่งจะตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วเสมอ โดยมุ่งไปที่ศูนย์กลางของวงกลม

เมื่อใช้สูตรก่อนหน้านี้ เราสามารถหาความสัมพันธ์ต่อไปนี้ได้

จุดที่วางอยู่บนเส้นตรงเส้นเดียวกันที่เล็ดลอดออกมาจากศูนย์กลางของวงกลม (เช่น จุดเหล่านี้อาจเป็นจุดที่อยู่บนซี่ล้อ) จะมีความเร็วเชิงมุม คาบ และความถี่เท่ากัน นั่นคือพวกเขาจะหมุนในลักษณะเดียวกัน แต่มีความเร็วเชิงเส้นต่างกัน ยิ่งจุดอยู่ห่างจากศูนย์กลางมากเท่าใด ก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น

กฎการบวกความเร็วก็ใช้ได้กับการเคลื่อนที่แบบหมุนเช่นกัน ถ้าการเคลื่อนที่ของวัตถุหรือกรอบอ้างอิงไม่สม่ำเสมอ กฎนี้จะใช้กับความเร็วขณะนั้น ตัวอย่างเช่น ความเร็วของบุคคลที่เดินไปตามขอบของม้าหมุนจะเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของความเร็วเชิงเส้นของการหมุนของขอบของม้าหมุนและความเร็วของบุคคล

การหมุนของโลก

โลกมีส่วนในการเคลื่อนที่แบบหมุนหลักๆ สองแบบ: รายวัน (รอบแกนของมัน) และวงโคจร (รอบดวงอาทิตย์) ระยะเวลาที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์คือ 1 ปีหรือ 365 วัน โลกหมุนรอบแกนจากตะวันตกไปตะวันออก ระยะเวลาการหมุนรอบตัวเองคือ 1 วันหรือ 24 ชั่วโมง ละติจูดคือมุมระหว่างระนาบของเส้นศูนย์สูตรกับทิศทางจากจุดศูนย์กลางของโลกไปยังจุดหนึ่งบนพื้นผิว

ความเชื่อมโยงกับกฎข้อที่สองของนิวตัน

ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน สาเหตุของความเร่งคือแรง หากวัตถุที่กำลังเคลื่อนไหวประสบกับความเร่งสู่ศูนย์กลาง ลักษณะของแรงที่ทำให้เกิดการเร่งความเร็วนี้อาจแตกต่างออกไป ตัวอย่างเช่น หากวัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลมบนเชือกที่ผูกไว้ แรงกระทำคือแรงยืดหยุ่น

หากวัตถุที่วางอยู่บนจานหมุนโดยให้จานหมุนรอบแกนของมัน แรงนั้นก็คือแรงเสียดทาน หากแรงหยุดกระทำ ร่างกายก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงต่อไป

วิธีหาสูตรความเร่งสู่ศูนย์กลาง

พิจารณาการเคลื่อนที่ของจุดบนวงกลมจาก A ไป B โดยมีความเร็วเชิงเส้นเท่ากับ วีเอและ โวลต์ บีตามลำดับ ความเร่งคือการเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อหน่วยเวลา ลองหาความแตกต่างระหว่างเวกเตอร์กัน

มีความแตกต่างของเวกเตอร์ - เนื่องจากเราได้รับ

การเคลื่อนที่ไปตามไซโคลิด*

ในหน้าต่างอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับวงล้อ จุดจะหมุนสม่ำเสมอไปตามวงกลมรัศมี R ด้วยความเร็วที่เปลี่ยนแปลงในทิศทางเท่านั้น ความเร่งสู่ศูนย์กลางของจุดหนึ่งมีทิศทางในแนวรัศมีเข้าหาศูนย์กลางของวงกลม

ตอนนี้เรามาดูระบบนิ่งที่เชื่อมต่อกับกราวด์กัน ความเร่งรวมของจุด A จะยังคงเหมือนเดิมทั้งขนาดและทิศทาง เนื่องจากเมื่อเคลื่อนที่จากระบบอ้างอิงเฉื่อยระบบหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง ความเร่งจะไม่เปลี่ยนแปลง จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ที่อยู่นิ่ง วิถีของจุด A ไม่ใช่วงกลมอีกต่อไป แต่เป็นเส้นโค้งที่ซับซ้อนมากขึ้น (ไซโคลิด) ซึ่งจุดเคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอ

ความเร็วขณะนั้นถูกกำหนดโดยสูตร

โลกทั้งใบอยู่ในมือของคุณ - ทุกสิ่งจะเป็นตามที่คุณต้องการ

อย่างที่ฉันพูด

สังเกตธรรมชาติอย่างรอบคอบแล้วคุณจะเข้าใจทุกอย่างดีขึ้นมาก

อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

การทดสอบ

ความเร็วในการหมุน (หมุนเวียน)

ความถี่ของการหมุน (การไหลเวียน) คือปริมาณทางกายภาพเท่ากับจำนวนรอบที่วัตถุทำต่อหน่วยเวลา (1 วินาที)

หากต้องการค้นหาความถี่ในการหมุน คุณต้องหารจำนวนรอบด้วยเวลาที่ใช้ในการหมุน:

ความถี่ในการหมุนเป็นส่วนกลับของระยะเวลาการหมุน:

ความเร็วในการหมุนจะแสดงจำนวนรอบการหมุนใน 1 วินาที

หน่วย SI ของความถี่ในการหมุนคือความถี่ในการหมุนที่ตัวเครื่องทำการปฏิวัติหนึ่งรอบทุกๆ วินาที หน่วยนี้ถูกกำหนดไว้ดังนี้: หรือ [s -1 ] (อ่าน: วินาทีจากลบกำลังแรก) หน่วย SI ของความถี่เรียกว่า เฮิรตซ์[เฮิร์ตซ์]

ต- ระยะเวลาหมุนเวียน

ν - ความถี่ของการไหลเวียน

เอ็น- จำนวนการปฏิวัติ

ที- เวลาที่ร่างกายทำการปฏิวัติ N เป็นวงกลม

จำนวนครั้งของเหตุการณ์ใดๆ หรือการเกิดขึ้นในหน่วยตัวจับเวลาเดียวเรียกว่าความถี่ ปริมาณทางกายภาพนี้วัดเป็นเฮิรตซ์ - เฮิร์ตซ์ (Hz) แสดงด้วยตัวอักษร ν, f, F และเป็นอัตราส่วนของจำนวนเหตุการณ์ที่เกิดซ้ำต่อระยะเวลาที่เกิดขึ้น

เมื่อวัตถุหมุนรอบจุดศูนย์กลาง เราสามารถพูดถึงปริมาณทางกายภาพ เช่น ความถี่ในการหมุน สูตร:

• N คือจำนวนรอบการหมุนรอบแกนหรือเป็นวงกลม
• t คือช่วงเวลาที่เสร็จสิ้น

ในระบบ SI จะแสดงเป็น – s-1 (s-1) และเรียกว่าการปฏิวัติต่อวินาที (rps) นอกจากนี้ยังใช้หน่วยการหมุนอื่นๆ อีกด้วย เมื่ออธิบายการหมุนของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ พวกเขาพูดถึงการปฏิวัติในหน่วยชั่วโมง ดาวพฤหัสบดีหมุนรอบทุกๆ 9.92 ชั่วโมง ในขณะที่โลกและดวงจันทร์หมุนทุกๆ 24 ชั่วโมง

ความเร็วในการหมุนที่กำหนด

ก่อนที่จะกำหนดแนวคิดนี้ จำเป็นต้องพิจารณาว่าโหมดการทำงานที่ระบุของอุปกรณ์คืออะไร นี่คือลำดับการทำงานของอุปกรณ์ซึ่งบรรลุประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือสูงสุดของกระบวนการในระยะเวลานาน จากนี้ ความเร็วในการหมุนที่กำหนดคือจำนวนรอบต่อนาทีเมื่อทำงานในโหมดที่กำหนด เวลาที่ใช้ในการหมุนรอบหนึ่งคือ 1/v วินาที เรียกว่าคาบการหมุน T ซึ่งหมายความว่าความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลาของการปฏิวัติและความถี่มีรูปแบบ:

ขอแจ้งให้ทราบความเร็วในการหมุนของเพลามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสคือ 3000 รอบต่อนาที ซึ่งเป็นความเร็วการหมุนที่กำหนดของก้านเพลาเอาท์พุตที่โหมดการทำงานปกติของมอเตอร์ไฟฟ้า

จะค้นหาหรือค้นหาความถี่การหมุนของกลไกต่าง ๆ ได้อย่างไร? สำหรับสิ่งนี้จะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องวัดวามเร็ว

ความเร็วเชิงมุม

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่เป็นวงกลม จุดทุกจุดจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันเมื่อเทียบกับแกนการหมุน หากเราใช้ใบพัดของพัดลมในครัวเรือนทั่วไปที่หมุนรอบเพลา จุดที่ใกล้กับเพลาจะมีความเร็วในการหมุนมากกว่าจุดที่ทำเครื่องหมายไว้บนขอบของใบพัด ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีความเร็วในการหมุนเชิงเส้นต่างกัน ในขณะเดียวกัน ความเร็วเชิงมุมของทุกจุดจะเท่ากัน

ความเร็วเชิงมุมคือการเปลี่ยนแปลงของมุมต่อหน่วยเวลา ไม่ใช่ระยะทาง เขียนแทนด้วยตัวอักษรกรีก – ω และมีหน่วยวัด: เรเดียนต่อวินาที (rad/s) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความเร็วเชิงมุมคือเวกเตอร์ที่เชื่อมโยงกับแกนการหมุนของวัตถุ

สูตรคำนวณความสัมพันธ์ระหว่างมุมการหมุนและช่วงเวลาคือ:

• ω – ความเร็วเชิงมุม (rad/s)
• ∆ϕ – เปลี่ยนมุมโก่งเมื่อเลี้ยว (rad.);
• ∆t – เวลาที่ใช้ในการเบี่ยงเบน (s)

การกำหนดความเร็วเชิงมุมจะใช้เมื่อศึกษากฎการหมุน ใช้เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุที่หมุนอยู่ทั้งหมด

ความเร็วเชิงมุมในบางกรณี

ในทางปฏิบัติ พวกมันไม่ค่อยทำงานกับค่าความเร็วเชิงมุม จำเป็นในการออกแบบการพัฒนากลไกการหมุน: กระปุกเกียร์ กระปุกเกียร์ ฯลฯ

คุณสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้การเชื่อมต่อระหว่างความเร็วเชิงมุมและความเร็วในการหมุน

• π – จำนวนเท่ากับ 3.14;
• ν – ความเร็วในการหมุน (รอบต่อนาที)

ตัวอย่างเช่นสามารถพิจารณาความเร็วเชิงมุมและความเร็วในการหมุนของขอบล้อเมื่อเคลื่อนย้ายรถไถเดินตาม มักจำเป็นต้องลดหรือเพิ่มความเร็วของกลไก ในการทำเช่นนี้จะใช้อุปกรณ์ในรูปแบบของกระปุกเกียร์ซึ่งช่วยลดความเร็วในการหมุนของล้อ ที่ความเร็วสูงสุด 10 กม./ชม. ล้อหมุนได้ประมาณ 60 รอบต่อนาที หลังจากแปลงนาทีเป็นวินาที ค่านี้คือ 1 rpm หลังจากแทนข้อมูลลงในสูตรแล้ว ผลลัพธ์จะเป็นดังนี้:

ω = 2*π*ν = 2*3.14*1 = 6.28 ราด/วินาที

ขอแจ้งให้ทราบมักจำเป็นต้องลดความเร็วเชิงมุมเพื่อเพิ่มแรงบิดหรือแรงดึงของกลไก

วิธีกำหนดความเร็วเชิงมุม

หลักการหาความเร็วเชิงมุมขึ้นอยู่กับว่าการเคลื่อนที่แบบวงกลมเกิดขึ้นได้อย่างไร หากสม่ำเสมอจะใช้สูตร:

ถ้าไม่เช่นนั้นคุณจะต้องคำนวณค่าของความเร็วเชิงมุมทันทีหรือเฉลี่ย

ปริมาณที่เรากำลังพูดถึงนั้นเป็นปริมาณเวกเตอร์ และใช้กฎของแมกซ์เวลล์เพื่อกำหนดทิศทาง ในสำนวนทั่วไป - กฎของ gimlet เวกเตอร์ความเร็วมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของสกรูที่มีเกลียวขวา

ลองดูตัวอย่างวิธีกำหนดความเร็วเชิงมุมโดยรู้ว่ามุมการหมุนของดิสก์ที่มีรัศมี 0.5 ม. นั้นแตกต่างกันไปตามกฎหมาย ϕ = 6*t:

ω = ϕ / t = 6 * t / t = 6 s-1

เวกเตอร์ ω เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการหมุนในปริภูมิของแกนการหมุน และเมื่อค่าของโมดูลัสความเร็วเชิงมุมเปลี่ยนแปลง

มุมการหมุนและคาบของการหมุน

พิจารณาจุด A บนวัตถุที่หมุนรอบแกนของมัน เมื่อโคจรในช่วงเวลาหนึ่ง มันจะเปลี่ยนตำแหน่งบนเส้นวงกลมไปมุมหนึ่ง นี่คือมุมการหมุน มีหน่วยวัดเป็นเรเดียน เนื่องจากหน่วยจะถือเป็นส่วนของวงกลมเท่ากับรัศมี ค่าอื่นสำหรับการวัดมุมการหมุนคือองศา

เมื่อผลจากการหมุนจุด A กลับสู่ตำแหน่งเดิม หมายความว่าจุดนั้นหมุนครบแล้ว หากการเคลื่อนไหวซ้ำแล้วซ้ำอีก n ครั้ง เราจะพูดถึงการปฏิวัติจำนวนหนึ่ง จากนี้ คุณสามารถพิจารณา 1/2, 1/4 รอบและอื่นๆ ตัวอย่างการใช้งานจริงที่โดดเด่นของสิ่งนี้คือเส้นทางที่หัวกัดใช้ในการกัดชิ้นส่วนที่ยึดไว้ตรงกลางสปินเดิลของเครื่องจักร

ความสนใจ!มุมการหมุนมีทิศทาง จะเป็นลบเมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกา และเป็นบวกเมื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา

หากวัตถุเคลื่อนที่รอบวงกลมอย่างสม่ำเสมอ เราสามารถพูดถึงความเร็วเชิงมุมคงที่ระหว่างการเคลื่อนที่ได้ ω = const

ในกรณีนี้จะใช้ลักษณะดังต่อไปนี้:

• คาบของการปฏิวัติ - T นี่คือเวลาที่ต้องใช้ในการหมุนจุดในการเคลื่อนที่เป็นวงกลมโดยสมบูรณ์
• ความถี่การไหลเวียน – ν คือจำนวนรอบทั้งหมดที่จุดหนึ่งสร้างขึ้นตามเส้นทางวงกลมในช่วงเวลาหนึ่งหน่วย

น่าสนใจ.ตามข้อมูลที่ทราบ ดาวพฤหัสบดีหมุนรอบดวงอาทิตย์ทุกๆ 12 ปี เมื่อโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์เกือบ 12 รอบในช่วงเวลานี้ ค่าที่แน่นอนของคาบการโคจรของยักษ์ทรงกลมคือ 11.86 ปีโลก

ความเร็วรอบ (กลับตัว)

ปริมาณสเกลาร์ที่ใช้วัดความถี่ของการเคลื่อนที่แบบหมุนเรียกว่าความถี่ไซคลิก นี่คือความถี่เชิงมุม ซึ่งไม่เท่ากับเวกเตอร์ความเร็วเชิงมุมเอง แต่เป็นความถี่ของมัน เรียกอีกอย่างว่าความถี่รัศมีหรือวงกลม

ความถี่การหมุนแบบวนคือจำนวนรอบการหมุนของร่างกายใน 2*π วินาที

สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ความถี่นี้เป็นแบบอะซิงโครนัส ความเร็วของโรเตอร์จะช้ากว่าความเร็วการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ ค่าที่กำหนดความล่าช้านี้เรียกว่าสลิป - S ในระหว่างกระบวนการเลื่อน เพลาจะหมุนเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในโรเตอร์ อนุญาตให้สลิปได้ถึงค่าที่กำหนดซึ่งเกินซึ่งจะทำให้เครื่องอะซิงโครนัสร้อนเกินไปและขดลวดอาจไหม้ได้

การออกแบบมอเตอร์ประเภทนี้แตกต่างจากการออกแบบของเครื่อง DC โดยที่เฟรมรับกระแสไฟฟ้าจะหมุนในสนามแม่เหล็กถาวร กระดองประกอบด้วยเฟรมจำนวนมาก และแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมากเป็นพื้นฐานของสเตเตอร์ ในเครื่องไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสสิ่งที่ตรงกันข้ามจะเป็นจริง

เมื่อมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสทำงาน สเตเตอร์จะมีสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เสมอ:

• ความถี่ไฟหลัก
• จำนวนคู่ขั้ว

ความเร็วในการหมุนของโรเตอร์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ สนามนี้ถูกสร้างขึ้นโดยขดลวดสามเส้นซึ่งอยู่ที่มุม 120 องศาซึ่งสัมพันธ์กัน

การเปลี่ยนจากความเร็วเชิงมุมเป็นความเร็วเชิงเส้น

มีความแตกต่างระหว่างความเร็วเชิงเส้นของจุดและความเร็วเชิงมุม เมื่อเปรียบเทียบปริมาณในนิพจน์ที่อธิบายกฎการหมุน คุณจะเห็นความเหมือนกันระหว่างแนวคิดทั้งสองนี้ จุด B ใดๆ ที่เป็นของวงกลมที่มีรัศมี R จะทำให้เกิดเส้นทางเท่ากับ 2*π*R ขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดการปฏิวัติครั้งหนึ่ง เมื่อพิจารณาว่าเวลาที่ต้องใช้คือช่วงเวลา T ซึ่งเป็นค่าโมดูลาร์ของความเร็วเชิงเส้นของจุด B พบได้โดยการกระทำต่อไปนี้:

ν = 2*π*R / Т = 2*π*R* ν

เนื่องจาก ω = 2*π*ν จะได้ว่า:

ด้วยเหตุนี้ ความเร็วเชิงเส้นของจุด B จึงยิ่งมากขึ้น ยิ่งจุดนั้นอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางการหมุนมากเท่าไร

ขอแจ้งให้ทราบหากเราพิจารณาเมืองต่างๆ ที่ละติจูดเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเป็นจุดดังกล่าว ความเร็วเชิงเส้นของเมืองเหล่านั้นสัมพันธ์กับแกนโลกคือ 233 เมตร/วินาที สำหรับวัตถุบนเส้นศูนย์สูตร – 465 เมตร/วินาที

ค่าตัวเลขของเวกเตอร์ความเร่งของจุด B ซึ่งเคลื่อนที่สม่ำเสมอจะถูกแสดงผ่าน ร และความเร็วเชิงมุม ดังนี้

a = ν2/ R แทนที่ที่นี่ ν = ω* R เราได้: a = ν2/ R = ω2* R

ซึ่งหมายความว่า ยิ่งรัศมีของวงกลมที่จุด B เคลื่อนที่มีรัศมีมากขึ้น ค่าความเร่งในค่าสัมบูรณ์ก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย ยิ่งจุดของวัตถุแข็งเกร็งอยู่ห่างจากแกนหมุนมากเท่าใด ความเร่งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณความเร่ง โมดูลความเร็วของจุดที่ต้องการของร่างกายและตำแหน่งได้ตลอดเวลา

ความเข้าใจและความสามารถในการใช้การคำนวณและไม่สับสนในคำจำกัดความจะช่วยในทางปฏิบัติในการคำนวณความเร็วเชิงเส้นและเชิงมุมตลอดจนย้ายจากปริมาณหนึ่งไปยังอีกปริมาณหนึ่งได้อย่างอิสระเมื่อทำการคำนวณ

วีดีโอ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "ความถี่ในการหมุน" ในพจนานุกรมอื่นคืออะไร:

ความเร็วในการหมุนของ VK- ความเร็วการหมุนของล้อลม มุมที่เคลื่อนที่ด้วยใบมีด VK ต่อหน่วยเวลา วัดเป็นรอบต่อหน่วยเวลาหรือเป็นเรเดียน [GOST R 51237 98] หัวข้อ พลังงานลม คำพ้องความหมาย ความเร็วในการหมุนของล้อลม EN ความเร็วในการหมุน ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

ความเร็วในการหมุน- ความเร็วในการหมุน ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

ความเร็วในการหมุน- 3.113 ความเร็วในการหมุน จำนวนรอบต่อหน่วยเวลา

เมื่อออกแบบอุปกรณ์จำเป็นต้องทราบความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้า ในการคำนวณความเร็วในการหมุน มีสูตรพิเศษที่แตกต่างกันสำหรับมอเตอร์ AC และ DC

เครื่องจักรไฟฟ้าแบบซิงโครนัสและอะซิงโครนัส

มอเตอร์ AC มีสามประเภท: ซิงโครนัส ความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์เกิดขึ้นพร้อมกับความถี่เชิงมุมของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ แบบอะซิงโครนัส - ในนั้นการหมุนของโรเตอร์จะล่าช้าหลังการหมุนของสนาม มอเตอร์คอมมิวเตเตอร์ ซึ่งมีหลักการออกแบบและการทำงานคล้ายกับมอเตอร์กระแสตรง

ความเร็วแบบซิงโครนัส

ความเร็วในการหมุนของเครื่องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับขึ้นอยู่กับความถี่เชิงมุมของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ ความเร็วนี้เรียกว่าซิงโครนัส ในมอเตอร์ซิงโครนัส เพลาจะหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน ซึ่งเป็นข้อดีของเครื่องจักรไฟฟ้าเหล่านี้

เมื่อต้องการทำเช่นนี้ โรเตอร์ของเครื่องจักรกำลังสูงจะมีขดลวดซึ่งใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ แม่เหล็กถาวรจะถูกแทรกเข้าไปในโรเตอร์ หรือมีขั้วที่เด่นชัด

ลื่น

ในเครื่องจักรแบบอะซิงโครนัส จำนวนรอบการหมุนของเพลาจะน้อยกว่าความถี่เชิงมุมแบบซิงโครนัส ความแตกต่างนี้เรียกว่าสลิป “S” เนื่องจากการเลื่อน จะเกิดกระแสไฟฟ้าในโรเตอร์และเพลาหมุน ยิ่ง S มาก แรงบิดก็จะยิ่งสูงขึ้นและความเร็วก็จะยิ่งต่ำลง อย่างไรก็ตาม หากสลิปเกินค่าที่กำหนด มอเตอร์ไฟฟ้าจะหยุดทำงาน เริ่มร้อนเกินไป และอาจทำงานล้มเหลว ความเร็วในการหมุนของอุปกรณ์ดังกล่าวคำนวณโดยใช้สูตรในรูปด้านล่างโดยที่:

• n คือจำนวนรอบต่อนาที
• ฉ – ความถี่เครือข่าย
• p – จำนวนคู่ขั้ว
• ส – สลิป

อุปกรณ์ดังกล่าวมีสองประเภท:

• ด้วยโรเตอร์กรงกระรอก ขดลวดด้านในหล่อจากอลูมิเนียมระหว่างกระบวนการผลิต
• พร้อมโรเตอร์แบบพันแผล ขดลวดทำจากลวดและเชื่อมต่อกับความต้านทานเพิ่มเติม

การปรับความเร็ว

ระหว่างการทำงานจำเป็นต้องปรับความเร็วของเครื่องใช้ไฟฟ้า ทำได้สามวิธี:

• การเพิ่มความต้านทานเพิ่มเติมในวงจรโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าด้วยโรเตอร์แบบพันแผล หากจำเป็นต้องลดความเร็วลงอย่างมากก็เป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อไม่ใช่สามตัว แต่มีความต้านทานสองตัว
• การเชื่อมต่อความต้านทานเพิ่มเติมในวงจรสเตเตอร์ ใช้ในการสตาร์ทเครื่องจักรไฟฟ้ากำลังสูงและควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ความเร็วของพัดลมตั้งโต๊ะสามารถลดลงได้โดยการเชื่อมต่อหลอดไส้หรือตัวเก็บประจุแบบอนุกรมเข้ากับพัดลมตั้งโต๊ะ ผลลัพธ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นได้โดยการลดแรงดันไฟฟ้า
• การเปลี่ยนความถี่เครือข่าย เหมาะสำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสและอะซิงโครนัส

ความสนใจ!ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าสับเปลี่ยนที่ทำงานจากเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ของเครือข่าย

มอเตอร์กระแสตรง

นอกจากเครื่อง AC แล้ว ยังมีมอเตอร์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย DC อีกด้วย ความเร็วของอุปกรณ์ดังกล่าวคำนวณโดยใช้สูตรที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ความเร็วในการหมุนที่กำหนด

ความเร็วของเครื่อง DC คำนวณโดยใช้สูตรในรูปด้านล่าง โดยที่:

• n คือจำนวนรอบต่อนาที
• U - แรงดันไฟฟ้าเครือข่าย
• Rya และ Iya – ความต้านทานของกระดองและกระแส
• Ce – ค่าคงที่ของมอเตอร์ (ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องจักรไฟฟ้า)
• Ф – สนามแม่เหล็กสเตเตอร์

ข้อมูลเหล่านี้สอดคล้องกับค่าที่ระบุของพารามิเตอร์ของเครื่องจักรไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่สนามขดลวด และกระดองหรือแรงบิดบนเพลามอเตอร์ การเปลี่ยนจะทำให้คุณสามารถปรับความเร็วในการหมุนได้ การกำหนดฟลักซ์แม่เหล็กในมอเตอร์จริงเป็นเรื่องยากมาก ดังนั้นการคำนวณจึงทำโดยใช้กระแสที่ไหลผ่านขดลวดสนามหรือแรงดันกระดอง

ความเร็วของมอเตอร์กระแสสลับสับเปลี่ยนสามารถพบได้โดยใช้สูตรเดียวกัน

การปรับความเร็ว

การปรับความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ทำงานจากเครือข่าย DC สามารถทำได้ในช่วงกว้าง เป็นไปได้ในสองช่วง:

1. ขึ้นจากที่กำหนด เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ฟลักซ์แม่เหล็กจะลดลงโดยใช้ความต้านทานเพิ่มเติมหรือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
2. ลงจากพาร์ ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องลดแรงดันไฟฟ้าบนกระดองของมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเชื่อมต่อความต้านทานแบบอนุกรมด้วย นอกจากการลดความเร็วแล้ว ยังทำได้เมื่อสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าอีกด้วย

การรู้ว่าสูตรใดที่ใช้ในการคำนวณความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบและตั้งค่าอุปกรณ์

วีดีโอ