Una màquina és un conjunt de mecanismes, amb moviments coordinats, que transforma una forma d'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia.
Les màquines es poden classificar
segons la seva finalitat; motors, generadors elèctrics, etc
segons l'energia primària que utilitzen; elèctriques, combustible, energies renovables, etc.
segons el seu àmbit d'aplicació: domèstiques, industrials, agrícoles, etc.
segons la seva complexitat: així tenim
Màquines simples: Són dispositius senzills, només requereixen d'una força per funcionar i s'utilitzen per a multiplicar forces o moviments.
Ex: palanca, roda, pla inclinat...
Màquines complexes: Transformen l'energia d'entrada (vent, aigua, foc o d'algun combustible), en energia mecànica (moviment) o altres energies.
Un tipus important de màquines complexes són els vehicles
PARTS D'UNA MÀQUINA
Estructura Exemples - Caixa tancada (motor elècric, motor de combustió)
- Plataforma - Torre (grúa, torre petrolífera) - Quadre de moto, bicicleta, xassís de cotxe - Fuselatge d'avió, casc de vaixellComponents mòbils = Operadors mecànics
Elements que transmeten el moviment i la força d'un lloc a un altre. Dispositius de control Elements que permeten controlar la màquina: Encendre/apagar, modificar el mode de funcionament, velocitat, etc. Tenen l'aspecte de pedals, mànecs, botons..ENERGIA
Estudi de les diferents fonts d'energia !!!
RENDIMENT D'UNA MÀQUINA
S'expressa en forma de percentatge. És la relació que hi ha entre l'energia que s'entrega a una màquina i el treball que fa. Mai és el mateix valor, perquè les màquines tenen pèrdues: per defectes de construcció, disseny o manteniment. Part del seu moviment no s'aprofita per al que volem, hi ha friccions innecesaàries, es genera calor...
EXEMPLE: Entregam 100 unitats d'energia i es retornen 70 unitats de treball, tenim 70/100 = rendiment del 70%
BICICLETA
MOTOR DE COTXE (Combustió)
MOTOR ELÈCTRIC
Els motors elèctrics tenen múltiples usos, proporcionen moviment giratori en màquines elèctriques:
Rentadora, Compressor de refrigeradors, ventiladors, bombes d'aigua, gir de un DVD...
ENERGIA i TREBALL
Des del punt de vista físic, l’energia es defineix com la capacitat de realitzar un treball.
I el treball és, des del mateix punt de vista físic, el que “costa” desplaçar un cos des d’un lloc concret a un altre.
És a dir, un treball, en principi, implica un moviment. Es pot dir,en certa manera, que “el treball és l’energia quan es manifesta”. És per això que com a magnituds físiques, treball i energia són equivalents, i es poden mesurar en les mateixes unitats.
TREBALL = ENERGIA
L’energia és algo que es produeix, es distribueix i es consumeix, i que, té un cost econòmic. Les formes de producció d’energia són multiples i molt diverses: petroli, moviment del vent, fusió nuclear, radiació solar, els aliments i la matèria orgànica en general…. Una d'elles és especialment important, l'energia elèctrica, pequè és la més fàcil de transportar. Moltes vegades, es té una font d'energia, es converteix en electricitat, es transporta fins al lloc de consum, i allí es torna a transformar en el tipus d'energia que necessitem: calor, el gir d'un motor, etc. És per això que les unitats que s’utilitzen per a mesurar l’energia també són moltes i diverses. Donat, però, que mesuren el mateix, sempre hi ha una equivalència numèrica entre elles.
Unitats= Joules, calories, kw.hora... euros!!!!! És un concepte que es "produeix" i es consumeix", i té un preu
Les màquines mecàniques reben una energia exterior, com per exemple l'impuls del nostre braç sobre una palanca, o la gasolina que es crema dins un motor de combustió), i ens retornen per exemple el desplaçament d'un pes, o el gir d'un eix que fa moure les rodes d'un cotxe.
POTÈNCIA
És una característica de una màquina, i té a veure amb la rapidesa amb que consumeix l'energia que se li entrega. És la mateixa tan quan l’equip està funcionant com quan està aturat. Les màquines solen tenir "modes de funcionament" a diferents parts de la seva potència (posicions d'un forn microones, l'accelerador d'un vehicle...)
La potència és la magnitud física que relaciona la capacitat de produir o consumir energia per unitat de temps, i es mesura en les seves pròpies unitats, que sempre són equivalents a dividir energia per temps. Potència=Energia/temps
EXEMPLES
- Si tenim dos màquines d'igual potència, per exemple, dos motors de 1600cc, (aproxmadament entre 90CV i 110CV) i en les mateixes condicions un funciona durant més temps que l’altre, el primer ha consumit més energia, i ha realitzat, aleshores, un treball més gran, i un cost econòmic més gran. ----> Dos cotxes iguals, un en 12m un arriba fins a Vila, l'altre en 28m arriba a Sant Rafel. El primer consumeix un poc de gasolina, el segon en consumeix més.
- Si tenim dos màquines de potències diferents, per exemple, un motor de 1600cc i un altre de 8000cc (aproximadament entre 480CV i 520CV), i els dos es fan funcionar durant el mateix temps, el de més potència consumirà més energia, i haurà fet un treball més gran, amb major cost econòmic. ----> Un cotxe i un camió, ariben a Vila tos dos en 12m , però el cotxe ha mogut 800kgr, i el camió 4000kgr. El camió ha fet un treball més gran, i ha consumit més gasolina en el mateix temps
En física, la unitat de potència de les màquines és el Watt, i el seu múltiple el Kilowatt, però també en els motors de combustió s'usa el Cavall de vapor (CV, o HP de Horse Power) 1CV=736Wats
Fonts d'energia
Treball i Energia, Potència