這個計算器的用途
這項工具能把旋轉的扭矩與轉速換算成轉軸實際輸出的機械功率。只要輸入以牛頓·米(N·m)為單位的扭矩,以及以每分鐘轉數(RPM)為單位的轉速,就能得到千瓦、瓦特與馬力三種單位的功率值。舉凡電動馬達、引擎、泵浦、齒輪箱與渦輪機,工程師、技師與學生都廣泛使用它來做計算。
使用方式
輸入轉軸的扭矩與運轉轉速,即可直接讀取結果。如果馬達銘牌上標示了扭矩與額定轉速,算出來的就是它的額定輸出功率。若想反過來由已知功率推算扭矩,可將公式改寫為 \( T = \frac{9549 \times P_{kW}}{\text{RPM}} \)。
公式說明
功率等於扭矩乘以角速度:
$$P = T \times \omega$$其中 \( \omega \) 的單位為弧度/秒(rad/s)。由於 RPM 是每分鐘的轉數,因此 \( \omega = \frac{2\pi \times \text{RPM}}{60} \)。代入後再把瓦特換算成千瓦,便得到常數 \( \frac{60000}{2\pi} \approx 9549 \)。於是
$$P_{kW} = \frac{T_{Nm} \times \text{RPM}}{9549}$$馬力的數值則採用 \( 1\ \text{hp} = 745.7\ \text{W} \)(即公制/機械馬力)。
計算範例
假設一具馬達在 3000 RPM 時產生 50 N·m 的扭矩。
$$P = \frac{50 \times 3000}{9549} = \frac{150000}{9549} \approx 15.71\ \text{kW}$$約等於 15706 W 或 21.06 hp。
常見問題
9549 這個常數從何而來?它就是 \( \frac{60000}{2\pi} \),是把 N·m 與 RPM 直接換算成千瓦的轉換係數。
採用的是哪一種馬力?是 745.7 瓦特的機械/公制馬力。
引擎與渦輪機也適用嗎?適用——只要是已知扭矩與轉速的旋轉軸,都符合 \( P = T \times \omega \) 這個關係式。