Where "horsepower" actually came from
Η μονάδα έχει μια εκπληκτικά κυριολεκτική προέλευση. Στη δεκαετία του 1780, ο James Watt πουλούσε ατμομηχανές σε ιδιοκτήτες ορυχείων που είχαν συνηθίσει να σκέφτονται με όρους αλόγων – συγκεκριμένα, πόσα άλογα θα μπορούσε να αντικαταστήσει μια μηχανή άντλησης. Για να δώσει στους αγοραστές έναν αριθμό με τον οποίο θα μπορούσαν να συγκριθούν, ο Watt μέτρησε ένα άλογο μύλο που γυρνούσε έναν τροχό και υπολόγισε ότι μπορούσε να αντέξει περίπου 33.000 πόδια-λίβρες εργασίας ανά λεπτό. Καθόρισε έναν ίππο ως ακριβώς αυτόν τον ρυθμό, πρόσθεσε ένα περιθώριο ασφαλείας, ώστε οι κινητήρες του να ξεπερνούν αξιόπιστα τον αριθμό στο χαρτί και η μονάδα κόλλησε πολύ μετά την εξαφάνιση των ίδιων των ατμομηχανών από τη χρήση.
Αυτή η ιστορία είναι ο λόγος που ο ορισμός φαίνεται παράξενα συγκεκριμένος σήμερα: 1 HP = 33.000 ft-lb/min = 550 ft-lb/sec = 745,7 watt. Είναι μια τρύπα σε σχήμα αλόγου που έχει μείνει στη σύγχρονη μηχανική, όχι ένας αριθμός που θα εφεύρει κανείς από την αρχή.
Η φόρμουλα, για κάθε περιστρεφόμενη μηχανή
Είτε πρόκειται για κινητήρα αυτοκινήτου, ηλεκτροκινητήρα ή αντλία νερού, η ίδια σχέση ισχύει: η ισχύς ισούται με τη ροπή επί το πόσο γρήγορα περιστρέφεται ο άξονας.
HP = (Ροπή σε lb-ft × RPM) ÷ 5.252
Ένας κινητήρας που παράγει ροπή 50 lb-ft στις 1.750 RPM αποδίδει (50 × 1.750) ÷ 5.252 ≈ 16,7 HP.
Εάν εργάζεστε ειδικά με κινητήρα αυτοκινήτου ή φορτηγού — χάρτες dyno, ιπποδύναμη φρένων, PS έναντι SAE HP — το Υπολογιστής Ιπποδύναμης Κινητήρα πηγαίνει βαθύτερα σε αυτήν την περιοχή που αφορά το αυτοκίνητο.
Μετατροπή μεταξύ HP, kW και Watt
| Μονάδα | Ίσο |
|---|---|
| 1 μηχανικό HP | 745.7 W (0.7457 kW) |
| 1 PS (μετρικό HP) | 735.5 W (~98.6% της μηχανικής HP) |
| 1 kW | ~1.341 HP |
Το χάσμα μεταξύ του μηχανικού HP και του μετρικού PS είναι μικρό — περίπου 1,4% — αλλά έχει σημασία όταν συγκρίνετε ένα φύλλο προδιαγραφών των ΗΠΑ σε HP έναντι ενός ευρωπαϊκού στο PS. Οι πινακίδες ονομάτων του ηλεκτρικού κινητήρα σχεδόν πάντα αναφέρουν kW, γι' αυτό υπάρχει η παραπάνω λειτουργία μετατροπής: η αντιστοίχιση της ονομασίας kW ενός κινητήρα με μια απαίτηση HP (ή το αντίστροφο) είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους λόγους που οι άνθρωποι αναζητούν αυτήν την αριθμομηχανή.
Ιπποδύναμη έξω από τον κόσμο του αυτοκινήτου
- Ηλεκτρικοί κινητήρες: οι βιομηχανικοί κινητήρες και οι κινητήρες αντλίας συνήθως βαθμολογούνται σε HP ή kW και η αντιστοίχιση ενός κινητήρα με ένα φορτίο σημαίνει σύγκριση της απαιτούμενης ισχύος με την ονομαστική ισχύ του κινητήρα στις στροφές λειτουργίας του.
- Αντλίες νερού και άρδευσης: η ιπποδύναμη της αντλίας σχετίζεται με τον ρυθμό ροής και το ύψος που πρέπει να ανυψωθεί το νερό, όχι απευθείας με τη ροπή και τις σ.α.λ. — αλλά η ίδια μονάδα ισχύος το συνδέει με την ηλεκτρική ενέργεια που αντλεί η αντλία.
- HVAC και συμπιεστές: οι κινητήρες συμπιεστών έχουν μέγεθος HP ή kW ώστε να ταιριάζουν με το φορτίο ψύξης ή θέρμανσης που χρειάζονται για να οδηγήσουν.
- Γεννήτριες: η ισχύς της γεννήτριας συχνά βαθμολογείται σε kW, καθιστώντας τη μετατροπή HP σε kW το πρώτο βήμα για τον καθορισμό του μεγέθους μιας γεννήτριας σε σχέση με το απαιτούμενο ηλεκτρικό φορτίο.
Σε κάθε περίπτωση, τα υποκείμενα μαθηματικά είναι πανομοιότυπα — αλλάζει μόνο η πηγή της ροπής και οι αριθμοί RPM.
Γιατί περισσότερη ιπποδύναμη δεν σημαίνει αυτόματα μεγαλύτερη ταχύτητα
Η ιπποδύναμη μετρά τον ρυθμό που μπορεί να παραδοθεί η ενέργεια, όχι πόσο καλά χρησιμοποιείται αυτή η ενέργεια. Η πραγματική επιτάχυνση ενός οχήματος εξαρτάται επίσης από το βάρος, το κιβώτιο ταχυτήτων, την πρόσφυση των ελαστικών και το πού στο εύρος των σ.α.λ. η ροπή κορυφώνεται — γι' αυτό ένα ελαφρύτερο μηχάνημα με μέτρια ιπποδύναμη ξεπερνά τακτικά ένα βαρύτερο με υψηλότερο αριθμό κορυφής στο χαρτί.