Il y a de fortes chances que vous ayez entendu parler de puissance. À peu près toutes les annonces de voitures à la télévision le mentionnent, les gens parlent de leur voiture et même la plupart des tondeuses à gazon ont un gros autocollant dessus pour vous indiquer la puissance nominale.
Mais qu'est-ce que la puissance et que signifie la puissance nominale en termes de performances ? Dans cet article, vous apprendrez exactement ce qu'est la puissance et comment vous pouvez l'appliquer à votre vie quotidienne.
Le terme puissance a été inventé par l'ingénieur James Watt. Watt a vécu de 1736 à 1819 et est surtout connu pour son travail sur l'amélioration des performances des machines à vapeur. Nous pensons également à lui tous les jours lorsque nous parlons d'ampoules de 60 watts.
L'histoire raconte que Watt travaillait avec des poneys soulevant du charbon dans une mine de charbon, et il voulait un moyen de parler de la puissance disponible de l'un de ces animaux. Il a constaté qu'en moyenne, un poney de mine pouvait faire 22 000 pieds-livres de travail en une minute. Il a ensuite augmenté ce nombre de 50% et a fixé la mesure de la puissance à 33 000 pieds-livres de travail en une minute. C'est cette unité de mesure arbitraire qui a traversé les siècles et qui apparaît maintenant sur votre voiture, votre tondeuse à gazon, votre tronçonneuse et même dans certains cas votre aspirateur.
Ce que la puissance signifie est ceci :selon le jugement de Watt, un cheval peut faire 33 000 pieds-livres de travail chaque minute. Alors, imaginez un cheval qui élève du charbon dans une mine de charbon, comme indiqué ci-dessus. Un cheval exerçant 1 cheval-vapeur peut soulever 330 livres de charbon à 100 pieds en une minute, ou 33 livres de charbon à 1 000 pieds en une minute, ou 1 000 livres à 33 pieds en une minute. Vous pouvez composer n'importe quelle combinaison de pieds et de livres que vous aimez. Tant que le produit est de 33 000 pieds-livres en une minute, vous avez une puissance.
Vous pouvez probablement imaginer que vous ne voudriez pas charger 33 000 livres de charbon dans le seau et demander au cheval de le déplacer de 1 pied en une minute parce que le cheval ne pouvait pas bouger une si grosse charge. Vous pouvez probablement aussi imaginer que vous ne voudriez pas mettre 1 livre de charbon dans le seau et demander au cheval de courir 33 000 pieds en une minute, car cela se traduit par 375 miles par heure et les chevaux ne peuvent pas courir aussi vite. Cependant, si vous avez lu Comment fonctionnent un bloc et un palan, vous savez qu'avec un bloc et un palan, vous pouvez facilement échanger le poids perçu contre la distance en utilisant un agencement de poulies. Vous pouvez donc créer un système de blocage et de palan qui place une quantité confortable de poids sur le cheval à une vitesse confortable, quel que soit le poids réel dans le seau.
La puissance peut également être convertie en d'autres unités. Par exemple :
Dans cet article, vous apprendrez tout sur la puissance et ce que cela signifie en référence aux machines.
Si vous voulez connaître la puissance d'un moteur, vous connectez le moteur à un dynamomètre . Un dynamomètre place une charge sur le moteur et mesure la quantité de puissance que le moteur peut produire contre la charge.
De même, si vous attachez un arbre à un moteur, le moteur peut appliquer un couple à l'arbre. Un dynamomètre mesure ce couple. Vous pouvez facilement convertir le couple en chevaux en multipliant le couple par tr/min/5 252.
Vous pouvez vous faire une idée du fonctionnement d'un dynamomètre de la manière suivante :Imaginez que vous allumiez le moteur d'une voiture, que vous le mettiez au point mort et que vous le placiez au sol. Le moteur tournerait si vite qu'il exploserait. Ce n'est pas bon, donc sur un dynamomètre, vous appliquez une charge au moteur au sol et mesurez la charge que le moteur peut supporter à différents régimes moteur. Vous pouvez accrocher un moteur à un dynamomètre, le mettre au sol et utiliser le dynamomètre pour appliquer suffisamment de charge au moteur pour le maintenir à, disons, 7 000 tr/min. Vous enregistrez la charge que le moteur peut supporter. Ensuite, vous appliquez une charge supplémentaire pour faire baisser le régime moteur à 6 500 tr/min et enregistrez la charge à cet endroit. Ensuite, vous appliquez une charge supplémentaire pour le faire descendre à 6 000 tr/min, et ainsi de suite. Vous pouvez faire la même chose en commençant à 500 ou 1 000 tr/min et en progressant progressivement. Ce que les dynamomètres mesurent réellement, c'est le couple (en livres-pieds), et pour convertir le couple en chevaux-vapeur, il suffit de multiplier le couple par tr/min/5 252.
Si vous tracez la puissance par rapport aux valeurs de régime du moteur, vous obtenez une courbe de puissance pour le moteur. Une courbe de puissance typique pour un moteur hautes performances pourrait ressembler à ceci (il s'agit de la courbe du moteur de 300 chevaux du Mitsubishi 3000 biturbo) :
Ce qu'un graphique comme celui-ci indique, c'est que tout moteur a une puissance maximale -- une valeur de régime à laquelle la puissance disponible du moteur est à son maximum. Un moteur a aussi un couple maximal à un régime spécifique. Vous verrez souvent cela exprimé dans une brochure ou une critique dans un magazine comme "320 CV à 6500 tr/min, couple de 290 lb-pi à 5000 tr/min" (les chiffres de la Shelby Série 1 de 1999). Quand les gens disent qu'un moteur a "beaucoup de couple à bas régime", ils veulent dire que le couple maximal se produit à une valeur de régime assez faible, comme 2 000 ou 3 000 tr/min.
Une autre chose que vous pouvez voir sur la courbe de puissance d'une voiture est l'endroit où le moteur a la puissance maximale. Lorsque vous essayez d'accélérer rapidement, vous voulez essayer de garder le moteur proche de son point de puissance maximale sur la courbe. C'est pourquoi vous rétrogradez souvent pour accélérer - en rétrogradant, vous augmentez le régime moteur, ce qui vous rapproche généralement du point de puissance maximale sur la courbe. Si vous souhaitez "lancer" votre voiture à partir d'un feu de circulation, vous devez généralement faire tourner le moteur pour qu'il atteigne son régime de puissance maximal, puis relâcher l'embrayage pour décharger la puissance maximale sur les pneus.
L'un des domaines où les gens parlent le plus de puissance est celui des voitures hautes performances. Dans la section suivante, nous parlerons de la connexion là-bas.
CoupleImaginez que vous avez une grosse clé à douille avec une poignée de 2 pieds de long et que vous appliquez 50 livres de force à cette poignée de 2 pieds. Ce que vous faites, c'est appliquer un couple, ou une force de rotation, de 100 livres-pied (50 livres à une poignée de 2 pieds de long) au boulon. Vous pourriez obtenir le même couple de 100 livres-pied en appliquant 1 livre de force à l'extrémité d'une poignée de 100 pieds ou 100 livres de force à une poignée de 1 pied.
Une voiture est considérée comme "haute performance" si elle a beaucoup de puissance par rapport au poids de la voiture. Cela a du sens - plus vous avez de poids, plus il faut de puissance pour l'accélérer. Pour une puissance donnée, vous souhaitez minimiser le poids afin de maximiser l'accélération.
Le tableau suivant vous montre la puissance et le poids de plusieurs voitures hautes performances (et d'une voiture basse performance à titre de comparaison). Dans le tableau, vous pouvez voir la puissance maximale, le poids de la voiture, le rapport puissance/poids (puissance divisée par le poids), le nombre de secondes nécessaires à la voiture pour accélérer de zéro à 60 mph et le prix.
Vous pouvez voir une corrélation très nette entre le rapport puissance/poids et le temps de 0 à 60 - dans la plupart des cas, un rapport plus élevé indique une voiture plus rapide. Fait intéressant, il y a moins de corrélation entre la vitesse et le prix. La Viper ressemble en fait à un très bon rapport qualité-prix sur cette table particulière !
Si vous voulez une voiture rapide, vous voulez un bon rapport poids/puissance. Vous voulez beaucoup de puissance et un poids minimal. Donc, la première chose à faire est de nettoyer votre coffre.
Pour plus d'informations sur la puissance et les sujets connexes, consultez les liens qui suivent.
Publié à l'origine :1er avril 2000
