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機械效率

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機械效率(英語:Mechanical efficiency),常用希臘字母η表示。是機械輸出(有用功)和輸入(動力功)的比值。用公式表示為[a]由於大多數機械是在接收輸入的同時就輸出功,而且輸入輸出的快慢也互相適應,所以機械效率又可定義為:輸出功率 與輸入功率 的百分比,即。在初中物理,機械效率被定義為有用功與總功的比值,即[1]

滑輪

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滑輪
滑輪組

滑輪(pulley)是可以繞著中心軸旋轉的圓輪。在圓輪的圓周面具有凹槽,將繩索纏繞於凹槽,用力牽拉繩索兩端的任一端,則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞著中心軸旋轉。[2]根據特點滑輪可分為動滑輪、定滑輪以及滑輪組

滑輪的機械效率為有用功與總功之比,即

[3]
[b]

影響因素

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根據公式可知,當物體重力一定時,動滑輪越重,機械效率越低,動滑輪重一定時,物體重力越大,機械效率越高。[4]

其它

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斜面

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斜面

斜面(inclined plane)是一種傾斜的平板,能夠將物體比較不費力地從低處提升至高處,但提升這物體的路徑長度也會增加。[5]斜面是古代希臘人提出的六種簡單機械之中的一種。[6]假若斜面的斜度越小,則斜面與水平面之間的夾角越小,需施加於物體的作用力會越小,但移動距離也越長;反之亦然。假設移動負載不會造成能量的儲存或耗散,則斜面的機械利益是其長度與提升高度的比率。用公式表達為

常見效率

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噴氣系統 起重機 內燃機汽油發動機) 柴油發動機 渦輪水泵 滑輪組 馬達 火箭
16%-24% 40%-50% 22%-27% 28%-30% 60%-80% 50%-70% 80%-95% 49%-52%

美國電氣製造商協會(NEMA)要求,1到4匹的小型馬達效率最小達到78.8%,125匹或以上的大型馬達最小達到92.4%。[來源請求]

參考資料

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注釋

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  1. ^ 表示輸出功,表示輸入功。
  2. ^ 不計繩重和摩擦,計動滑輪重時公式為,其中為物重,為動滑輪重。

資料

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  1. ^ 机械效率(PPT). : 7. 
  2. ^ Oxford English Dictionary. Oxford University Press. 1989. A wheel with a groove round its rim, a sheave. A wheel or drum fixed on a shaft and turned by a belt, cable, etc., 
  3. ^ 机械效率(PPT). : 18. 
  4. ^ 4.0 4.1 機械效率
  5. ^ Anderson, William Ballantyne. Physics for Technical Students: Mechanics and Heat. New York, USA: McGraw Hill. 1914: 112–122 [2008-05-11]. 
  6. ^ Moon, Francis; Moon, F. C., The machines of Leonardo da Vinci and Franz Reuleaux:kinematics of machines from the Renaissance to the 20th century illustrated, annotated, Springer: pp. 28, 2007, ISBN 9781402055980