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09-09-2025-Mechanical Measurements - Power Measurements [EN]-[IT] With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic in question. (lesson/article code: EX_40)
Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot
Introduction First, let's clarify the concept of power. Power is a fundamental quantity for evaluating the performance of a machine. The mechanical power of a moving system is equal to the product of the applied force and the velocity.
The mechanical power of a rotating shaft is the product of the torque C and the angular velocity ω.
The SI unit of power is the Watt. I think it's important to clarify right away that measurement methods differ depending on whether we're measuring the power of a prime mover or a working machine.
Prime mover A prime mover is defined as such because it transforms a form of energy, such as chemical or electrical, into mechanical energy. Working machine A working machine receives mechanical energy to perform useful work.
Power measurement on a prime mover
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To measure the power output of a prime mover, we can use the following method.
Direct method with dynamometer brake In this case, the driving machine is connected to a hydraulic or eddy current brake and the torque and angular velocity of the shaft are measured. In this case, power is calculated using the following formula.
Where: P = power in W T = torque in Nm ω = angular velocity in rad/s
Electric method Another power measurement that can be performed on a driving machine is the electrical method, used primarily for electric motors. With this method, the electrical power absorbed is measured and the efficiency is taken into account. Mathematically, we can express this measurement with the following formula.
In practice, mechanical power is calculated by multiplying the efficiency (η) by the electrical power.
Power Measurement on a Machine
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Dynamometric Method To measure the power absorbed by a machine, we can use the dynamometric method, as with a prime mover. This method measures the torque and speed on the input shaft.
Fluid Dynamic Method When dealing with a machine like a pump or compressor, the fluid dynamic method is very useful. In this case, we can measure the flow rate and pressure of the fluid and then calculate the power.
The mathematical formula is shown below.
where: Q = volumetric flow rate (m^3/s) Δp = pressure difference (Pa) η = efficiency
Electric method If our operating machine is powered by an electric motor, we can measure the electrical power absorbed by the motor and then consider the efficiency.
Conclusions To measure power, two separate measurements are needed: force and velocity measurements, and then torque and angular velocity measurements. Power measurements occur in two broad categories of machines: prime movers and operating machines, but in both cases, efficiency should be considered.
Question Did you know that James Watt (1736–1819) is considered the father of power measurement? Did you know that Watt introduced the concept of "horsepower" to compare his steam engines with animal labor? Did you know that James Watt was the first to translate a machine's performance into a comprehensible number?
ITALIAN
09-09-2025-Misure meccaniche - Misure di potenza [EN]-[IT] Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto (codice lezione/articolo: EX_40)
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Introduzione Innanzitutto chiariamo il concetto di potenza. La potenza è una grandezza fondamentale per valutare le prestazioni di una macchina. La potenza meccanica di un sistema che trasla è uguale al prodotto tra la forza applicata e la velocità.
La potenza meccanica un albero rotante è il prodotto tra la coppia C e la velocità angolare ω.
L’unità di misura della potenza nel sistema internazionale è il Watt. Credo che sia bene chiarire subito che i metodi di misura cambiano a seconda se vogliamo misurare la potenza di una macchina motrice oppure di una macchina operatrice.
Macchina motrice Una macchina motrice si definisce così perché trasforma una forma di energia, ad esempio chimica o elettrica, in energia meccanica. Macchina operatrice Una macchina operatrice riceve energia meccanica per compiere un lavoro utile.
Misura di potenza su macchina motrice
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Per misurare la potenza erogata di una macchina motrice possiamo usare il seguente metodo.
Metodo diretto con freno dinamometrico In questo caso la macchina motrice si collega ad un freno idraulico o a correnti parassite e si misura la coppia e la velocità angolare dell’albero. In questo caso la potenza si calcola con la seguente formula.
Dove: P= la potenza in W T= coppia in Nm ω=velocità angolare in rad/s
Metodo elettrico Un’altra misura di potenza che si può effettuare su una macchina motrice è quella del metodo elettrico, usata soprattutto per motori elettrici. Con questo metodo si misura la potenza elettrica assorbita e si considera il rendimento. Matematicamente possiamo esprimere questa misura con la seguente formula.
Praticamente si calcola la potenza meccanica moltiplicando il rendimento (η) per la potenza elettrica.
Misura di potenza su macchina operatrice
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Metodo dinamometrico Per misurare la potenza assorbita di una macchina operatrice possiamo usare, come nel caso della macchina motrice, il metodo dinamometrico, cioè si misura la coppia e la velocità sull’albero di ingresso.
Metodo fluidodinamico Quando siamo di fronte ad una macchina operatrice come una pompa o un compressore il metodo fluidodinamico è molto utile. In questo caso possiamo misurare la portata e la pressione del fluido per poi calcolare la potenza. Qui di seguito la formula matematica.
dove. Q=portata volumetrica (m^3/s) Δp=differenza di pressione (Pa) η=rendimento
Metodo elettrico Se la nostra macchina operatrice è alimentata da un motore elettrico si può misurare la potenza elettrica assorbita dal motore e poi si considera il rendimento.
Conclusioni Per effettuare misure di potenza, occorrono due misure separate: le misure di forza e velocità, poi le misure di coppia e velocità angolare. Le misure di potenza avvengono in due grandi categorie di macchine: macchine motrici e macchine operatrici, ma in entrambi i casi è opportuno considerare il rendimento.
Domanda Lo sapevate che James Watt (1736–1819) è considerato il padre delle misure di potenza? Lo sapevate che Watt per confrontare le sue macchine a vapore con la forza lavoro animale, introdusse il concetto di “horsepower”? Sapevate che James Watt fu il primo a tradurre le prestazioni di una macchina in un numero comprensibile?
THE END