معنی اسب بخار چیست و چگونه اندازه گیری می‌شود؟

اسب بخار

در این مقاله، به کاوش در مفهوم اسب بخار و اهمیت آن در دنیای خودرو و مهندسی می‌پردازیم. ریشه اسب بخار به انقلاب صنعتی باز می‌گردد که نقش کلیدی‌ای در توسعه صنایع مدرن داشته‌است. اسب بخار، واحدی برای اندازه‌گیری قدرت است که در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، ماشین‌آلات سنگین و کشتی‌سازی کاربرد دارد. تاریخچه این واحد، نحوه محاسبه آن، و تفاوت‌هایش با سایر واحدهای قدرت مانند کیلووات را بررسی می‌کنیم. همچنین، تأثیر اسب بخار بر عملکرد و بازدهی خودروها و دیگر ماشین‌آلات را خواهیم گفت. 

تاریخچه اسب بخار

عبارت اسب بخار توسط جیمز وات (١۸١٩- ١۷٣۶) ابداع شد. بیشتر شهرت اجاره خودرو با راننده او به خاطر کارهایش برای بهبود ماشین بخار است. همچنین ما هر وقت از لامپ های ١۰۰ واتی حرف می زنیم به یاد او می افتیم.

داستان از آن جا شروع شد که وات در یک معدن زغال سنگ با اسب هایی که زغال سنگ بلند می کردند کار می کرد و راهی می خواست تا بتواند در باره ی توان هر یک از این اسب ها صحبت کند. او دریافت که به طور میانگین، یک اسب معدن می تواند ۲۲۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٣۰ کیلوژول) کار را در یک دقیقه انجام دهد. سپس او این عدد را ۵۰ درصد افزایش داد و اسب بخار را ٣٣۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٤۵ کیلوژول) انرژی در یک دقیقه قرار داد. این یک واحد دلخواه بود که پس از گذشت قرن ها، امروزه در خودرو ها، ماشین ها ی چمن زنی، اره برقی ها و در بعضی جارو برقی ها به کار می رود.

اسب بخار چیست؟

مفهوم اسب بخار این است: به نظر وات، یک اسب می تواند در هر دقیقه ٣٣۰۰۰ پوند-فوت کار انجام دهد. پس اسبی را در نظر بگیرید که در حال بالا کشیدن زغال از معدن است. اسبی که یک اسب بخار توان دارد می تواند ٣٣۰ پوند (١۵۰ کیلوگرم) زغال را در مدت یک دقیقه ١۰۰ فوت (٣۰ متر) بالا بکشد و یا ٣٣ پوند (١۵ کیلوگرم) را در یک دقیقه ١۰۰۰ فوت (٣۰۰ متر).
شما می توانید ترکیب های متفاوتی از وزن و جابه جایی در یک دقیقه را در نظر بگیرید و تا زمانی که حاصل ضرب آنها ٣٣۰۰۰ شود،یک اسب بخار خواهید داشت.

اجاره خودرو

ممکن است فکر کنید نمی توان ٣٣۰۰۰ پوند (١۵ تن) زغال را در یک سطل ریخت و از اسب خواست آن را در مدت یک دقیقه، ١ فوت (٣۰ سانتی متر) جا به جا کند. چون اسب نمی تواند چنین بار سنگینی را تکان دهد.
همچنین ممکن است فکر کنید نمی توان ١ پوند (٤۵۰ گرم) زغال را در یک سطل گذاشت و از اسب خواست در مدت یک دقیقه آن را ٣٣۰۰۰ فوت (١۰ کیلومتر) جا به جا کند، زیرا در این حالت سرعت اسب باید ٣۷۵ مایل در ساعت (۶۰٣ کیلومتر در ساعت) باشد که ممکن نیست.

اگر مطلب قرقره و طناب چگونه کار می کند را خوانده باشید، می دانید که با یک مجموعه از قرقره ها می توان نسبت جا به جایی و وزن را عوض کرد. پس می توان آرایشی از قرقره ها را درست کرد به نحوی که با سرعت و بار مناسب اسب هماهنگ باشد و مهم نیست چه باری در سطل است.

اندازه گیری اسب بخار

اگر بخواهید توان یک موتور اجاره خودرو بدون راننده را بدانید،باید موتور را به یک توان سنج (Dynamometer) وصل کنید. توان سنج باری را روی موتور قرار می دهد و توانی را که موتور در برابر بار تولید می کند را اندازه می گیرد.

ایده ی طرز کار توان سنج را می توان به این صورت درک کرد: تصور کنید موتوری را روشن کردید. و بدون آنکه باری روی آن باشد پدال گاز را فشار می دهید. در این جالت موتور آن قدر سریع می چرخد که از هم می پاشد که این مناسب نیست.

بنابراین با یک توان سنج باری را بر موتور قرار می دهید و باری را که موتور در دور های مختلف می تواند تحمل کند را اندازه می گیرید. باید توان سنجی را به موتور وصل کنید،گاز دهید و با توان سنج بار روی موتور را تغییر دهید تا دور موتور مثلا روی ۷۰۰۰ دور بر دقیقه ثابت بماند.و در این دور،باری را که موتور می تواند تحمل کند را ثبت می کنید.
سپس بار را زیاد تر کنید تا دور موتور مثلا به ۶۵۰۰ کاهش یابد و دوباره بار متناظر با این دور را ثبت کنید. و به همین ترتیب ادامه دهید.همچنین می توانید همین کارها را از ۵۰۰ و ١۰۰۰ دور به بالا انجام دهید. چیزی که توان سنج اندازه می گیرد در واقع گشتاور پیچشی است و برای تبدیل آن به اسب بخار باید گشتاور را در دور موتور ضرب کنید.

اسب بخار

سخن آخر

در انتها، درک اسب بخار به عنوان یک واحد اندازه‌گیری قدرت نه تنها در خودروسازی و مهندسی بلکه در دنیای فناوری کاربرد دارد. این واحد، که ریشه در تاریخچه پرفراز و نشیب صنعت و نوآوری دارد، نقش مهمی در توسعه و پیشرفت فناوری‌های مدرن ایفا کرده است. امیدواریم این مقاله درک عمیق‌تری نسبت به مفهوم اسب بخار و کاربردهای آن در زندگی روزمره به شما ارائه داده باشد.