questions sur la force d'un poids transformée en rotations

[invite4914791c]

Bonsoir à tous,

Je souhaiterais avoir de l’aide pour un calcul :
Il s'agit d'un poids de 75 Kilos servant, par l’intermédiaire d’un multiplicateur, à faire tourner un alternateur.
Je souhaiterais que ce poids ne descende que de 20 cm par minutes ( 0,33 cm par seconde) pendant que l’alternateur effectuera ses tours par minutes avec une puissance max.
-J’ai utilisé la formule P=m*9,81*V m/s pour obtenir la puissance de l’objet qui tombe de 1 mètre en 1 seconde.
Est-ce que jusque là c'est bon?

Ensuite,
Pour 75 Kg et 3,33 mm (soit 0,0033 métre) de descente par seconde, j’obtiens 75*9,81*0,0033=2,45247 watts.
2,45247 watts, est-ce la puissance électrique de l’objet en une seconde?

Pour obtenir les watts/heure, dois-je bien multiplier 2,45247 par 60? ce qui me donnerai alors 147,15 watts/heure.

Si je me base sur cette puissance, est-ce que je peux prendre n’importe quel alternateur générateur de environ 147,15 watts et intercaler un multiplicateur entre le poids et l’alternateur pour obtenir la descente des 75 kg, de 20 cm/minute sans utiliser de frein!

Si je me suis planté dans les formules et le raisonnement, j'ai vraiment besoin de vos lumières!!!

Merci beaucoup.
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[FC05]

Déjà les watts/heure, ça "n'existe pas"...

[invite1a7050d5]

-J’ai utilisé la formule P=m*9,81*V m/s pour obtenir la puissance de l’objet qui tombe de 1 mètre en 1 seconde.
Est-ce que jusque là c'est bon?

Oui

Ensuite,
Pour 75 Kg et 3,33 mm (soit 0,0033 métre) de descente par seconde, j’obtiens 75*9,81*0,0033=2,45247 watts.
2,45247 watts, est-ce la puissance électrique de l’objet en une seconde?

Faux. La puissance dissipée par ton mécanisme ne change pas (au rendement près).

Décrit nous ton mécanisme, ça sera plus simple à comprendre pour tout le monde.

++

[invite4914791c]

Merci Minouchon2007 et FC05 de me répondre si rapidement

Voilà, j'ai un poids de 75 kilos suspendu à une poulie comme les anciennes horloge. Sauf que pour moi, le poids est + important!!

J'ai ma poulie qui a un rayon de 0,0318 mètres puisque je ne veux le faire descendre que de 0,2 mètres.

Sur le même axe que la poulie, je met un boîtier-engrenage multiplicateur pour que, lorsque ma poulie aura fait un tour en 1 minute, mon multiplicateur permettra à l'alternateur d'effectuer ses 1500 tours /min (si l'alternateur a ses caractéristiques).

D'où ma question
le poids de 75 kilos aura t il la possibilité de faire tourner l'alternateur par l'intermédiaire de la poulie et du multiplicateur, pour obtenir une rotation demandée selon l'alternateur et combien vais-je espérer obtenir de watts?

J'espère avoir bien détaillé le mécanisme

merci à tous

[A voir en vidéo sur Futura]

[Zozo_MP]

Bonjour

Faites tout vos calculs en newton/mètres vous y verrez plus clair.

Je note toutefois une erreur de raisonnement me semble-t-il. Vous n'aurez pas une vitesse linéaire de descente. Le système va obligatoirement accélérer.

On notera que si votre alternateur consomme à peu près toute la puissance (disons 90%) vous ne devriez pas avoir d'accélération non gérable par l'alternateur.
Mes petits camarades plus instruits que moi, vous indiquerons la plage de vitesse utile pour l'alternateur, ainsi que la puissance absorbée (en N/m) en fonction de sa vitesse
Les calculs en N/m vous donneront l'écart de puissance admissible pour qu'il n'y ai pas une accélération trop importante de la descente du poids.

A vous après de concevoir le multiplicateur pour utiliser au mieux les plages min et max des deux objets. Si c'est en dehors de ces plages il faut alors utiliser un ralentisseur quelconque pour stabiliser un peu la vitesse dans la fourchette admissible.
Je fait le présupposé que plus la descente du poids est étalée dans le temps et mieux c'est !

Cordialement

[invite4914791c]

merci Zozo_MP

Je prend le rayon de ma poulie 0,0318 mètres que je multiplie par la masse 75 kg et l'attraction terrestre 9,81:
0,0318*75*9,81=23,39 Nm

je détail pour garder mes notes

Voilà...

merci

[Whisper_]

Du point de vue puissance je pense que tu vas etre déçu par rapport à ce que tu attendais... 75kg ça parait beaucoup, mais...

Comme tu l'as calculé justement, la masse de 750N qui descend à3.3mm/s va te fournir une puissance de 2,45 watts, ce qui est déja peu.
Vient ensuite le rendement du multiplicateur:
(très) grand rapport de multiplication + (très) faible puissance= rendement médiocre. Tout dépend de la qualité bien sur mais vu que c'est pas courant ça sera forcément un peu "bricolé"; je pense que 50% est raisonnable.
La puissance mécanique en sortie du réducteur sera donc de 1,225W.

Idem pour le rendement de la "dynamo": pour cette puissance tu n'a guère pas d'autre choix que d'utiliser un tout petit moteur CC à aimants permanents en dynamo. Prenons un rendement de 50% et ta puissance électrique tombe à 0,61W

Si tout va bien tu pourras peut être allumer quelques diodes blanches de 5mm pour te faire une luciole.

Hé oui 75kg pour ça c'est difficile à imaginer mais c'est comme ça. Je pense que tu as intéret à augmenter ta course de descente.
Par exemple avec 1m, si tu arrive à remonter le poids à la force des biceps en 1 seconde tu pourras dire que tu est aussi fort qu'un cheval (vapeur hein ).

[invite4914791c]

Bonjour à tous et merci Whisper_

Ce que je ne comprends pas c'est que j'ai une force de 23,39 Nm ( si mes calcul précédant sont justes Je prend le rayon de ma poulie 0,0318 mètres que je multiplie par la masse 75 kg et l'attraction terrestre 9,81:0,0318*75*9,81=23,39 Nm )
et que selon la formule du couple d'un moteur éléctrique, j'ai:

C=P/W
Une puissance de 180w divisée par 1500Trs/min cela me donne:

1500trs/min en radian/s=(1500/60)*2*3,1415927=157,08 radians/s

Donc, 180/157,08=1,1459 Nm

IL est bien dit qu'une faible vitesse avec un fort couple, couplé à un multiplicateur, donne un faible couple et une forte vitesse!

Quel est la formule pour connaître la transformation du couple ou de la vitesse par l'intermediaire du multiplicateur, si il y en a une

J'ai 23,39 Nm en entrée du multiplicateur avec une vitesse de 1 tour/min et je dois obtenir minimum 1,1459 Nm en sortie du multiplicateur pour obtenir mes 1500 trs/min, je fais fausse route?

une bonne journée à tous

[Whisper_]

Les 23,39 sont justes (question vocabulaire c'est un couple ou un moment, mais pas une force)
Mais apres je ne comprends pas d'ou viennent tes 180W

IL est bien dit qu'une faible vitesse avec un fort couple, couplé à un multiplicateur, donne un faible couple et une forte vitesse!

exact. la relation est tres simple: si ton multiplicateur à un rapport de 10, la vitesse sera multipliée par 10, et le couple divisé par 10. (si on suppose un rendement de 1)

J'ai 23,39 Nm en entrée du multiplicateur avec une vitesse de 1 tour/min et je dois obtenir minimum 1,1459 Nm en sortie du multiplicateur pour obtenir mes 1500 trs/min, je fais fausse route?

Je dirais même plus tu es dans le fossé la!

si j'ai bien compris:

Tu as en entrée:
23.39Nm
1tr/min

Tu veux en sortie:
?Nm
1500tr/min

Le rapport de mutliplication vaut donc: Vsortie/Ventrée=1500/1= 1500

Donc le couple dispo en sortie sera de 23,39/1500= 0,016Nm (toujours en faisant abstraction du rendement)

Si tu as un doute, écris la conservation de la puissance:

en entrée: P=C.w = 23,39.1.pi/30 = 2,45W

en sortie: P=C.w = 0,01559.1500.pi/30 = 2,45W

[invite4914791c]

Bonjour Whisper_

j'ai pris 180w en me disant que des generateurs pouvaient avoir cette caracteristique!!!

J'ai cherché les caractéristiques d'un générateur éolienne et j'ai trouvé:

-génératrice éolienne 48v 1500w( je sais c'est trop mais pas trouvé génératrice plus faible)

380 trs/min 42w
400 trs/min 74w
420 trs/min 140w

Si je prend la formule C=P/w, je trouve:

380 trs/min 42w 1,055Nm
400 trs/min 74w 1,766Nm
420 trs/min 140w 3,18Nm

Donc mon couple avant le multiplicateur devra être pour un générateur de 380 trs/min 42w 1,055Nm :
1,055*380=400Nm l'inverse de ta formule en fait!!!

Le calcul du couple demandé pour faire tourner la génératrice est bien calculé comme ça

je vais me reposer!!!

à tout à l'heure, merci

[Whisper_]

Oui ton calcul de couple est juste, mais la tu veux le beurre et l'argent du beurre: tu veux en sortie de multiplicateur:
-un couple de 1,05 Nm
-une vitesse de 380 tr/min

Autrement dit tu veux une puissance en sortie de multiplicateur égale à P=C.w = 1,05.380.pi/30 = 41,7W

Or comme calculé avant tu n'as que 2,45W de dispo en entrée de multiplicateur!!!

Il faut faire une concession quelquepart: augmenter le poids, la course, réduire le temps de descente, augmenter le rayon de la poulie, réduire la puissance que tu veux en sortie... au choix

Et comme dit, la on ne tient pas compte des rendements qui ne sont pas du tout négligeables pour ces petites puissances.