Cavall de força

Archiu:Watt steam pumping engine. caps block 0

Màquina de vapor de James Watt.

El cavall de força, també cridat cavall de potència perque realment és una mida de potència i no de força, és el nom de vàries unitats de mida de potència utilisades en el sistema anglosaxó. Es denota en hp, HP o Hp, del terme anglés horsepower, expressió que va ser falcada per James Watt en 1782 per a comparar la potència de les màquines de vapor en la potència dels cavalls de tir. Més vesprada es va ampliar per a incloure la potència d'eixida dels atres tipos de motors de pistón, aixina com turbinas, motors elèctrics i un atre tipo de maquinària.

També es denota en PS, abreujament de la paraula alemana Pferdestärke que es traduïx lliteralment com a força de cavall.

La definició de l'unitat varia entre regions geogràfiques. La majoria dels països utilisen ara l'unitat del SI de vat per a la medició de la potència.

Definició

Existixen diferents unitats de cavalls de força o horsepower:

• El cavall de força mecànic (en anglés, mechanical horsepower o imperial horsepower). Es definix com la potència necessària per a alçar un pes de 33 000 lliures-força (14 968.548 21 kg_f) a 1 peu d'altura en 1 minut. Equival aproximadament a 745.7 vats.
• El cavall de força mètric o cavall de vapor (en anglés, metric horsepower). És l'utilisat en l'Europa continental i en la majoria dels països, ya que es calcula utilisant unitats del Sistema Internacional. Es definix com la potència necessària per a alçar un pes de 75 quilograms-força (o quiloponts) a 1 metro d'altura en 1 segon. Equival aproximadament a 735.5 vats. Va ser definit per a tindre una unitat de mida en el sistema mètric molt similar al horsepower anglosaxó.
• El cavall de força de caldera (en anglés, boiler horsepower o BHP). S'utilisa per a classificar la capacitat d'una caldera d'entregar vapor a un motor de vapor. Es definix com la taxa de calor necessària per a evaporar 34.5 lliures (15.6 kg) d'aigua a 212 graus Fahrenheit (100 °C) en 1 hora. Equival a 9 809.50 vats.

Orige

El cavall de força és una unitat que va ser proposta a finals de el XVIII per l'ingenier escocés James Watt, qui va millorar, va dissenyar i va construir màquines de vapor, ademés de promoure l'us d'estes en variades aplicacions.

Watt va propondre esta unitat per a expressar la potència que podia desenrollar la nova màquina de vapor (en la seua época), sobre la potència que desenrollaven els cavalls. Estos animals eren les «màquines» de treball que s'usaven àmpliament per a moure molins, alçar càrregues, moure carruages i moltes atres activitats. Despuix de varis experiments i aproximacions de cóm medir i expressar la potència dels cavalls, James Watt va estimar que un cavall podia alçar 330 lliures-força a una altura de 100 peus en un minut.

Sent:

$\mathrm{P}\mathrm{o}\mathrm{t}\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{i}\mathrm{a}\mathrm{=}\frac{trabajo}{tiempo}\mathrm{=}\frac{fuerza\times distancia}{tiempo}$

Llavors:

$1\mathrm{H}\mathrm{P}=\frac{(330\text{ lbf})(100\text{ pie})}{1\text{min}}=33000\frac{\text{lbf}\cdot \text{pie}}{\text{min}}$

o, lo que és lo mateix:

$1\mathrm{H}\mathrm{P}=550\frac{\text{lbf}\cdot \text{pie}}{\text{s}}$

Recorde's que la definició d'esta unitat de potència, el HP, és una estimació que representa la potència que desenrollen els cavalls en vàries aplicacions o usos.