Drehmoment, Leistung, Energie*

Zusammenfassung: Wesentliche Begriffe zur Dimensionierung eines Systems ≤ 60 V: Spannung, Stromstärke, Leistung, Energie, Drehmoment; nützliche Umrechnungen; schnelle Methode und Praxisbeispiel.

Lernziele

U (Spannung), I (Stromstärke), P (Leistung) und E (Energie) im Kontext von 48 V DC verstehen.
Die elektrische Leistung (U × I) mit der mechanischen Leistung (n × C oder τ × ω) verbinden.
Schnell den Bedarf an Drehmoment/Leistung und die Batterieautonomie abschätzen.

Schlüsselbegriffe

Spannung U [V]: „elektrischer Druck“.
In der Mobilität oder bei Werkzeugen: oft 48 V DC für die Leistung; 5/12/24 V für die Logik/Steuerung.
Stromstärke I [A]: „Durchfluss“.
Hauptquelle der Erwärmung (Joule-Verluste ∝ I²R).
Bei gegebener Leistung ermöglicht eine Erhöhung von U eine Reduzierung von I und des Kabelquerschnitts.
Leistung P [W]: Energiefluss.
- Électrique : \(Pel=U×I\)

\(P_{el} = \text{Puissance électrique} (W)\)

\(U = Tension (V)\)

\(I = Intensité (A)\)

- Mécanique (rotation) : \(Pmec=τ×ω\)

\(Pmec = puissance mécanique (W)\)

\(τ = couple (N·m) — parfois noté C\)

\(ω = vitesse angulaire (rad/s)\)

Ainsi on peut aussi écrire : \(Pmec=C×ω\)

Energie E [Wh]: Autonomie.
L’énergie représente une quantité totale que l’on peut consommer dans le temps.

\(E=P×t\)

Pour une batterie, l’énergie disponible se calcule à partir de la tension et de la capacité :

\(Wh=V×Ah\)

DC vs AC (sehr kurze Erinnerung)

DC (Gleichstrom): nahezu konstante Spannung; stammt aus Batterien (oder AC/DC-Wandlern).
AC (Ein-/Dreiphasennetz): Wechselspannung; wird vom Netz verteilt und ist an Steckdosen (einphasig oder dreiphasig) verfügbar.

Elektromotor (drehende Maschine)

Umkehrbarkeit: Motor oder Generator je nach Energierichtung (elektrisch/mechanisch).
Nützliche Größen: Drehzahl n [U/min], Drehmoment C [N·m].

Conversion de vitesse : \(ω=2π× \frac{n}{60}\)

où ω est la vitesse angulaire en rad/s

Force de traction à la roue : \(F_{traction}=\frac{r_{roue}}{C_{jante}}\)

où \(C_{jante}\) est le couple appliqué à la jante et \(r_{roue}\) est le rayon de la roue.

Puissance d'un moteur

La puissance mécanique instantanée vaut :

\(P_{mec}=C×ω\)

ou encore, en fonction de la vitesse en tr/min :

\(P_{mec}=C×(2π \frac{n}{60})

Batterien (nützliche Erinnerungen)

Kapazität Ah → Energie Wh über die Spannung:
\(Wh=V×Ah\)
(z.B.: 48 V × 200 Ah = 9600 Wh = 9,6 kWh)
Sofortige Leistung, die vom Pack gefordert wird:
\(P≈U×I\)
(Il faut vérifier que le courant I reste inférieur aux limites du BMS, des câbles, des connecteurs, et des fusibles.)

Wesentliche Formeln

\(P_{el}=U×I\)
\(P_{mec}=C×ω\) ou \(P_{mec}=C×(2π× \frac{n}{60})\)
\(E=P×t\)
\(F_{traction}=\frac{r_{roue}}{C_{jante}}\)

Häufige Fehler

Confondre W (puissance), Ah (capacité) et Wh (énergie) ; oublier la conversion n → ω (rad/s) dans P=C×ωP = C \times \omegaP=C×ω.
Die Wirkungsgrade der Kette und die Anlaufspitzen vernachlässigen.
Den Kabelquerschnitt (hohes I) unterdimensionieren und die Anzugsmomente ignorieren.

Mehr erfahren:

*: Die in diesem Artikel präsentierten technischen Informationen dienen nur zur Orientierung. Sie ersetzen nicht die offiziellen Anleitungen der Hersteller. Vor jeder Installation, Handhabung oder Nutzung konsultieren Sie bitte die Produktdokumentation und beachten Sie die Sicherheitsanweisungen. Die Seite Torque.works kann nicht für eine unsachgemäße Verwendung oder eine falsche Interpretation der bereitgestellten Informationen verantwortlich gemacht werden.