Maksymalna prędkość, przyspieszenie i zasięg hulajnogi elektrycznej 24V 600W

Pytanie

Jaką maksymalną prędkość, przyspieszenie, w jakim czasie osiągniemy maksymalną prędkość i zasięg osiągnie hulajnoga elektryczna z silnikiem 24v 600W o obrotach maksymalnych 5000 obr/min zredukowanych do 2500 obr/min przekładnia planetarna. Średnica kół hulajnogi wynosi 20 cm a zestaw ogniw ma napięcie 24v i pojemności 30Ah.
Masa hulajnogi z kierowcą to około 120kg.

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Wprowadzenie

Aby określić maksymalną prędkość, przyspieszenie, czas osiągnięcia maksymalnej prędkości oraz zasięg hulajnogi elektrycznej z silnikiem 24V 600W, musimy przeanalizować kilka kluczowych parametrów, takich jak prędkość obrotowa silnika, przekładnia, średnica kół oraz masa całkowita hulajnogi z kierowcą.

Maksymalna prędkość

1. Prędkość obrotowa i liniowa:

   • Maksymalna prędkość obrotowa silnika: 5000 obr/min.
   • Przekładnia planetarna redukuje ją do: 2500 obr/min.
   • Średnica kół: 20 cm (0,2 m).
   • Obwód koła: \( C = \pi \cdot d = 3.14159 \cdot 0.2 \approx 0.628 \ \text{m} \).

2. Obliczenie prędkości liniowej:

   • Prędkość liniowa: \( v = \frac{N \cdot C}{60} = \frac{2500 \cdot 0.628}{60} \approx 26.17 \ \text{m/s} \).
   • Przeliczenie na km/h: \( v \approx 26.17 \ \text{m/s} \cdot 3.6 \approx 94.21 \ \text{km/h} \).

   Uwaga: Ta wartość jest teoretyczna i nie uwzględnia oporów powietrza, tarcia oraz ograniczeń mocy silnika. Realistyczna prędkość maksymalna dla hulajnogi z silnikiem 600W wynosi zazwyczaj 25-45 km/h.

Przyspieszenie

1. Moc silnika:

   • Moc: 600 W.
   • Masa hulajnogi z kierowcą: 120 kg.

2. Obliczenie przyspieszenia:

   • Siła napędowa: \( F = \frac{P}{v} \).
   • Przyspieszenie: \( a = \frac{F}{m} = \frac{P}{m \cdot v} \).

   Na początku, przy \( v \rightarrow 0 \):

   • \( a = \frac{P}{m} = \frac{600 \ \text{W}}{120 \ \text{kg}} = 5 \ \text{m/s}^2 \).

   Uwaga: W praktyce przyspieszenie będzie mniejsze z powodu strat mechanicznych i oporów.

Czas osiągnięcia maksymalnej prędkości

1. Wzory ruchu jednostajnie przyspieszonego:

   • \( v = a \cdot t \).
   • Zakładając maksymalne przyspieszenie \( a = 5 \ \text{m/s}^2 \):

   \( t = \frac{v}{a} = \frac{26.17 \ \text{m/s}}{5 \ \text{m/s}^2} = 5.23 \ \text{s} \).

   Uwaga: Rzeczywisty czas będzie dłuższy z powodu zmniejszającego się przyspieszenia w miarę wzrostu prędkości.

Zasięg

1. Pojemność baterii:

   • Pojemność: 30 Ah.
   • Napięcie: 24V.
   • Energia: \( 30 \ \text{Ah} \times 24 \ \text{V} = 720 \ \text{Wh} \).

2. Szacunkowy zasięg:

   • Zakładając średnie zużycie energii: 20 Wh/km (optymistyczne założenie).
   • Zasięg: \( \frac{720 \ \text{Wh}}{20 \ \text{Wh/km}} = 36 \ \text{km} \).

   Uwaga: Rzeczywisty zasięg może być mniejszy, zależnie od stylu jazdy, terenu, oporów powietrza i sprawności układu napędowego.

Podsumowanie

1. Maksymalna prędkość: Teoretycznie około 94.21 km/h, realistycznie 25-45 km/h.
2. Przyspieszenie: Teoretycznie około 5 m/s², w praktyce mniejsze.
3. Czas osiągnięcia maksymalnej prędkości: Teoretycznie około 5.23 sekund, w praktyce dłużej.
4. Zasięg: Szacunkowo około 36 km, realistycznie może być mniejszy.

Dodatkowe uwagi

• Rzeczywiste parametry mogą się różnić w zależności od warunków jazdy, stanu technicznego hulajnogi oraz efektywności systemu napędowego.
• Zaleca się przeprowadzenie testów w kontrolowanych warunkach, aby uzyskać dokładniejsze dane.
• Bezpieczeństwo jest kluczowe; zawsze dostosowuj prędkość do warunków na drodze i przestrzegaj przepisów ruchu drogowego.