Sto Timoni

Ίπποι PS & HP εναντίον kW. Ποια η διαφορά μεταξύ τους;

Όταν αγοράζουμε αυτοκίνητο ένα από τα βασικά μεγέθη που κοιτάμε, για να βγάλουμε συμπέρασμα σχετικά με το πόσο αξίζει τον κόπο η επένδυσή μας, είναι οι περίφημοι ίπποι, που άλλοτε συμβολίζονται ως PS και άλλοτε ως HP. Το γεγονός ότι οι δύο αυτές μονάδες διαφοροποιούνται, παρόλο που εκφράζουν το ίδιο μέγεθος είναι πρακτικά άγνωστο στο ευρύ κοινό, ενώ τα kW, που υποχρεωτικά φιγουράρουν δίπλα σε PS ή HP στα τεχνικά χαρακτηριστικά των πρσπέκτους των αυτοκινήτων μάλλον μπερδεύουν τους περισσότερους, παραπέμποντας σε κάτι που έχει να κάνει με τη… ΔΕΗ και την ηλεκτροκίνηση. Ας δούμε όμως τί ακριβώς συμβαίνει με τις μονάδες μέτρησης της ισχύος.

Πριν πει κανείς οτιδήποτε περί ίππων (PS ή HP) και κιλοβάτ kW καλό είναι να κάνουμε μία στοιχειώδη αναδρομή στη φυσική του γυμνασίου και να θυμηθούμε τους ορισμούς της ενέργειας και της ισχύος.

Έργο, ενέργεια, ισχύς

Ξεκινάμε λοιπόν με τον ορισμό του έργου: έργο παράγεται όταν μία δύναμη μετακινεί το σημείο εφαρμογής της σε διεύθυνση όχι κάθετη στη διεύθυνσή της (στο σημείο αυτό πρέπει να φανταστούμε τη δύναμη σαν ένα βέλος, καθώς είναι ανυσματικό μέγεθος με κατεύθυνση και φορά). Αντιλαμβανόμαστε ότι κατά την κίνηση ενός αυτοκινήτου παράγεται έργο από τον κινητήρα του, αφού η «δύναμή» του είναι που κινεί το αυτοκίνητο. Τα εισαγωγικά οφείλονται στο γεγονός ότι ένας κινητήρας αποδίδει στην πραγματικότητα ροπή και ισχύ – και όχι δύναμη, αλλά περί αυτού θα μιλήσουμε σε επόμενο άρθρο μας.

Η δυνατότητα παραγωγής έργου ονομάζεται ενέργεια. Ενώ ισχύς είναι το έργο που παράγεται (ή η ενέργεια που καταναλώνεται) στη μονάδα του χρόνου.

  • Έργο – Ενέργεια: Joule (J), J=N∙m, δηλαδή 1 Joule είναι το έργο που παράγει δύναμη 1N κατα την μετακίνηση της στην διεύθυνση εφαρμογής της για μήκος 1m.
  • Ισχύς: Watt (W), Watt=J/s, ο ρυθμός δηλαδή παραγωγής έργου, 1Watt=1 Joule ανά δευτερόπτο.

  • Από το βιβλίο φυσικής της Β’ γυμνασίου: το έργο (W)  ισούται με το γινόμενο της δύναμης, που εν προκειμένω ισούται με το βάρος (w), επί την απόσταση που διανύθηκε. Για να βρούμε την ισχύ διαιρούμε το έργο με το χρόνο που απαιτήθηκε για την πραγματοποίηση του έργου.

Ενώ λοιπόν η ενέργεια είναι ένα μέγεθος που δεν περικλείει χρόνο, η ισχύς εξαρτάται από αυτόν. Και για να το πούμε με απλά λόγια, όσο πιο γρήγορα παράγεται ένα έργο τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς. Κατά συνέπεια, όσο πιο γρήγορα μπορεί επιταχύνει ένα αυτοκίνητο (π.χ. όσο πιο γρήγορα πραγματοποιεί τα 0-100 km/h, όσο πιο γρήγορα καλύπτει τα 1.000 μέτρα από στάση) ή όσο μεγαλύτερη ταχύτητα μπορεί να αναπτύξει, τόσο πιο ισχυρός είναι ο κινητήρας του. Γιατί, μπορούμε να φτάσουμε στη Λαμία, ξεκινώντας από Αθήνα ταξιδεύοντας με 100 km/h, μπορούμε όμως και με 120 km/h. Το έργο που θα παραχθεί είναι το ίδιο, η ισχύς όμως που διαφορετική είναι διαφορετική (αυξημένη στη δεύτερη περίπτωση).

Διαβάστε εδώ για την ΙΣΧΥ από το σχολικό βιβλίο της Β’ γυμνασίου

Το ότι η ισχύς μετριέται στα αυτοκίνητα σε ίππους (PS ή HP) είναι πρακτικά δεδομένο ακόμα και για τον πιο αρχάριο οδηγό. Ωστόσο, με βάση το επίσημο, διεθνές σύστημα μονάδων, η ισχύς μετριέται σε βατ/κιλοβάτ (W/kW). Όπου 1W=1Joule/sec (όπου 1 Joule είναι η μονάδα έργου/ενέργειας).

Γιατί λοιπόν επικράτησαν στη ζωή μας οι ίπποι και όταν ακούμε kW θεωρούμε ότι αυτό είναι κάτι που αφορά μόνο τους ηλεκτροκινητήρες;

Πηγή: Wikipedia, User:Sgbeer; adapted by User:Martinvl – This file was derived from: Horsepower plain.svg CC BY-SA 3.0

Η απάντηση βρίσκεται στα πειράματα που λέγεται ότι έκανε το 1789 ο Σκωτσέζος μηχανικός James Watt, εφευρέτης της ατμομηχανής, προκειμένου να έχει ένα μέτρο σύγκρισης της απόδοσης της εφεύρεσής του με την ισχύ ενός αλόγου. Από αυτόν προέκυψε η έννοια Horspower (που μεταφράζεται ιπποδύναμη) και ισούται με 745,7 Watts (1,0 HP = 0, 7457 kW) που εφόσον υπολογίζεται με βάση το βρετανικό σύστημα μονάδων (πόδια και λίβρες) αποκαλείται imperial horsepower (ο όρος συνήθως αποδίδεται ως μηχανική ιπποδύναμη) ενώ εφόσον υπολογίζεται με βάση το διεθνές μετρικό σύστημα μονάδων SI, σε μέτρα και κιλά, αποκαλείται metric horsepower (μετρική ιπποδύναμη και ισούται 735,5 Watts (1,0 PS= 0,7355 kW). Όπου PS = Pferdestärke, που στα γερμανικά σημαίνει και πάλι ιπποδύναμη).

Σημειώστε ότι το DIN 66036 ορίζει την μετρική ιπποδύναμη ως τη ισχύ που χρειάζεται για να σηκωθεί μια μάζα 75 κιλών σε απόσταση ενός μέτρου από τη Γη σε ένα δευτερόλεπτο: 75 kg × 9,80665 m/s2 × 1 m / 1 s = 75 kgf ⋅m / s = 1 PS. Αυτό ισοδυναμεί με 735.49875 W, ή 98,6% μιας μηχανικής ιπποδύναμης.

 

  • Απεικόνιση της μετρικής ιπποδύναμης (hp). Ένας μετρικός ίππος (ιπποδύναμη) είναι η ισχύς που απαιτείται για την ανύψωση 75 κιλών (μέσο βάρος ενός ατόμου) κατά 1 μέτρο (3,28 πόδια) μέσα σε 1 δευτερόλεπτο. Η μετρική ιπποδύναμη είναι ισοδύναμη με περίπου. 735,5 Watts. User:Sgbeer; adapted by User:Martinvl – This file was derived from:  Horsepower plain.svg Illustration of the original definition of “Horsepower” as coined by James Watt in the late 18th century. [Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0)]

  • Πίνακας από το σχολικό βιβλίο φυσικής της Β’ γυμνασίου

Αν, τώρα αναρωτιέστε γιατί στα προσπέκτους των αντιπροσωπειών αυτοκινήτων φιγουράρουν πάντα τα kW, δίπλα στα PS ή στα HP, η απάντηση βρίσκεται στην εφαρμογή της Οδηγίας 80/181 / ΕΟΚ της ΕΕ, την 1η Ιανουαρίου 2010, βάση της οποίας η χρήση ιπποδύναμης στην ΕΕ επιτρέπεται μόνο ως συμπληρωματική μονάδα.

  • 1,0 kW=1,34 HP=1,36 PS
  • 1,0 HP = 1,01 PS και 1,0 PS = 0,99 HP

Από τα παραπάνω είναι προφανές ότι HP και PS είναι δύο μονάδες σχεδόν ίδιες, αλλά που τελικά δεν ταυτίζονται μεταξύ τους, με τον μετρικό ίππο (PS) να είναι ελαφρά μικρότερος και να ισούται με 0,98 HP.

Nikos Loupakis

Μηχανολόγος Μηχανικός - Δημοσιογράφος

Add comment

Kατηγορίες

Ημερολόγιο

Οκτώβριος 2020
Δ Τ Τ Π Π Σ Κ
« Σεπ    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031