अश्व शक्ति

For other uses, see अश्व शक्ति (disambiguation).

Horsepower
One mechanical horsepower lifts 550 pounds (250 kg) by 1 foot in 1 second.
General information
की इकाई	power
चिन्ह, प्रतीक	hp

अश्वशक्ति (hp) शक्ति (भौतिकी) की माप की एक इकाई है,या सामान्य रूप से इंजन या मोटर्स के आउटपुट के संदर्भ में जिस दर पर कार्य (भौतिकी) किया जाता है, सामान्यतः इंजन या मोटर्स के आउटपुट के संदर्भ में, अश्वशक्ति के कई अलग-अलग मानक और प्रकार हैं। आज उपयोग की जाने वाली दो सामान्य परिभाषाएं यांत्रिक अश्वशक्ति (या इम्पीरियल अश्वशक्ति) हैं, जो लगभग 745.7 वाट और मीट्रिक अश्वशक्ति है, जो लगभग 735.5 वाट है।

18 वीं शताब्दी के अंत में स्कॉटलैंड के इंजीनियर जेम्स वॉट ने भाप इंजनों के उत्पादन की तुलना घोड़ों की शक्ति के साथ की थी। इसे बाद में अन्य प्रकार के पिस्टन इंजन, के साथ-साथ टर्बाइन, बिजली की मोटर और अन्य मशीनरी की उत्पादन शक्ति को सम्मिलित करने के लिए विस्तारित किया गया था। भौगोलिक क्षेत्रों के बीच इकाई की परिभाषा अलग-अलग है। अधिकांश देश अब बिजली की माप के लिए एसआई इकाई वाट का उपयोग करते हैं। 1 जनवरी 2010 को यूरोपीय संघ के निर्देश 80/181/EEC के कार्यान्वयन के साथ, यूरोपीय संघ में अश्वशक्ति के उपयोग को केवल एक पूरक इकाई के रूप में अनुमति दी गई है।

इतिहास

File:6 horse team East Lampeter TWP LanCo PA 1.jpg

लैंकेस्टर काउंटी, पेन्सिलवेनिया में छह घोड़ों की एक टीम घास काट रही है

भाप इंजन के विकास ने घोड़ों के उत्पादन की तुलना उन इंजनों के साथ करने का एक कारण प्रदान किया जो उन्हें बदल सकते थे। 1702 में, थॉमस सेवरी ने द माइनर फ्रेंड में लिखा:

ताकि एक इंजन जो एक समय में एक साथ काम करने वाले दो घोड़ों के बराबर पानी उठा सके, ऐसा काम कर सके और जिसके लिए लगातार दस या बारह घोड़ों को एक ही काम करने के लिए रखा जाना चाहिए। फिर मैं कहता हूं, इस तरह के इंजन को इतना बड़ा बनाया जा सकता है कि वह आठ, दस, पंद्रह, या बीस घोड़ों को रोजगार देने के लिए आवश्यक काम कर सके और ऐसा काम करने के लिए उसे लगातार बनाए रखा जा सके।

बाद में इस विचार का उपयोग जेम्स वाट ने अपने बेहतर भाप इंजन को बाजार में लाने के प्रयोजन हेतु किया। वह पहले पुराने न्यूकॉम भाप इंजन से कोयले में होने वाली बचत का एक तिहाई रॉयल्टी लेने के लिए सहमत हुए थे। यह रॉयल्टी योजना उन ग्राहकों के साथ काम नहीं करती थी जिनके पास भाप इंजन उपलब्ध नहीं थे, लेकिन इसके बजाय वे घोड़ों का उपयोग करते थे।

वॉट ने निर्धारित किया कि एक घोड़ा एक घंटे में 144 बार (या एक मिनट में 2.4 बार) घोड़ा चक्की के पहिये को घुमा सकता है। पहिया 12 फीट (3.7 मीटर) त्रिज्या में था; इसलिए, घोड़े ने एक मिनट में 2.4 × 2π × 12 फीट की दूरी तय की। वाट ने अनुमान लगाया कि घोड़ा 180 पाउंड-बल (800 N) के बल से खींच सकता है। इसलिए:

$P={\frac {W}{t}}={\frac {Fd}{t}}={\frac {180~{\text{lbf}}\times 2.4\times 2\,\pi \times 12~{\text{ft}}}{1~{\text{min}}}}=32{,}572~{\frac {{\text{ft}}\cdot {\text{lbf}}}{\text{min}}}.$

वॉट ने 32,572 फीट⋅एलबीएफ/मिनट के रूप में अश्वशक्ति को परिभाषित और गणना की, जिसे 33,000 फीट⋅एलबीएफ/मिनट तक गोल किया गया था। इंजीनियरिंग इन हिस्ट्री बताता है कि जॉन स्मेटन ने प्रारम्भ में अनुमान लगाया था कि एक घोड़ा प्रति मिनट 22,916 फुट-पाउंड (31,070 J) उत्पादन कर सकता है। जॉन थियोफिलस डेसगुलियर्स ने पहले 44,000 फुट-पाउंड (59,656 जे) प्रति मिनट का सुझाव दिया था, और ट्रेडगोल्ड ने 27,500 फुट-पाउंड (37,285 जे) प्रति मिनट का सुझाव दिया था। "वाट ने 1782 में प्रयोग द्वारा पाया कि एक 'शराब बनाने वाला घोड़ा' 32,400 फुट-पाउंड [43,929 J] प्रति मिनट का उत्पादन कर सकता है।"जेम्स वाट और मैथ्यू बौल्टन ने उस आंकड़े को 33,000 फुट-पाउंड (44,742 J) प्रति मिनट पर मानकीकृत किया। अगले वर्ष एक साधारण किंवदंती में कहा गया है कि इकाई तब बनाई गई थी जब वाट के पहले ग्राहकों में से एक शराब बनानेवाला, ने विशेष रूप से एक ऐसे इंजन की मांग की थी जो एक घोड़े से समानता रखता हो, और उसने सबसे मजबूत घोड़े को चुना और उसे सीमा तक चला दिया। वॉट ने चुनौती स्वीकार की और एक ऐसी मशीन का निर्माण किया जो वास्तव में शराब बनाने वाले द्वारा प्राप्त आंकड़े से भी अधिक मजबूत थी, और उस मशीन का उत्पादन अश्वशक्ति बन गया। 1993 में, आर.डी. स्टीवेन्सन और आर.जे. वासरसुग ने नेचर में एकप्रकृति (पत्रिका) प्रकाशित किया जिसमें एक घोड़े की चोटी और निरंतर काम की दरों के माप और गणना का सारांश दिया गया था। 1926 के आयोवा स्टेट फेयर में किए गए मापों का हवाला देते हुए, उन्होंने बताया कि कुछ सेकंड में चरम शक्ति को 14.9 hp (11.1 kW) के रूप में उच्च मापा गया है और यह भी देखा कि निरंतर गतिविधि के लिए, कार्य दर लगभग 1 hp (0.75 kW) प्रति घोड़ा 19वीं और 20वीं दोनों शताब्दियों की कृषि सलाह के अनुरूप है और निरंतर गतिविधि के लिए अन्य कशेरुकियों द्वारा खर्च की गई बेसल दर से लगभग चार गुना की कार्य दर के अनुरूप भी है।

मानव शक्ति मानव-संचालित उपकरणों पर विचार करते समय, एक स्वस्थ मानव लगभग 1.2 hp (0.89 kW) संक्षिप्त रूप से उत्पादन कर सकता है (परिमाण के आदेश देखें) और लगभग 0.1 hp (0.075 kW) अनिश्चित काल तक बनाए रख सकता है; प्रशिक्षित एथलीट कई घंटों की अवधि के लिए संक्षेप में लगभग 2.5 hp (1.9 kW) और 0.35 hp (0.26 kW) तक का प्रबंधन कर सकते हैं। जमैका के धावक उसैन बोल्ट ने 2009 में अपने 9.58 सेकंड 100-मीटर (109.4 yd) डैश विश्व रिकॉर्ड में अधिकतम 3.5 hp (2.6 kW) 0.89 सेकंड का उत्पादन किया।

शक्ति की गणना

जब टोक़ T पाउंड-फुट इकाइयों में होता है, घूर्णन गति N आरपीएम में होती है, तो अश्वशक्ति में परिणामी शक्ति होती है:

$P[{\text{hp}}]={\frac {T[{\text{ft}}{\cdot }{\text{lbf}}]\times N[{\text{rpm}}]}{5252}}.$

स्थिरांक 5252 (33,000 ft⋅lbf/min)/(2π rad/rev) का पूर्णांकन मान है।

जब टोक़ T इंच-पाउंड में है,

$P[{\text{hp}}]={\frac {T[{\text{in}}{\cdot }{\text{lbf}}]\times N[{\text{rpm}}]}{63{,}025}}.$

स्थिरांक 63,025 का सन्निकटन है

$33{,}000~{\frac {{\text{ft}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}\times {\frac {12~{\frac {\text{in}}{\text{ft}}}}{2\pi ~{\text{rad}}}}\approx 63{,}025{\frac {{\text{in}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}.$

परिभाषाएँ

निम्नलिखित परिभाषाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है या किया जाता है:

यांत्रिक अश्वशक्ति hp(I)	≡ 33,000 ft·lbf/मिनट = 550 ft⋅lbf/s ≈ 17,696 lbm⋅ft2/s3 = 745.69987 डब्ल्यू ≈ 76.04 kgf⋅m/s ≈ 76.04 किग्रा ⋅ 9.80665 मी/से2 ⋅ 1 म/से
Metric हॉर्सपावर hp(M) - साथ ही PS, KM, cv, hk, पीके, केएस या च	≡ 75 kgf⋅m/s ≡ 75 किग्रा ⋅ 9.80665 मी/से2 ⋅ 1 म/से ≡ 735.49875 डब्ल्यू ≈ 542.476038840742 ft⋅lbf/s
इलेक्ट्रिकल हॉर्सपावर एचपी(ई)	≡ 746 डब्ल्यू
बॉयलर हॉर्सपावर hp(S)	≡ 33,475 बीटीयू/एच = 9,812.5 डब्ल्यू
हाइड्रोलिक हॉर्सपावर	= प्रवाह दर (US gal/मिनट) × दबाव (lbf/in2) × 7 /12,000 या = प्रवाह दर (अमेरिकी गैलन/मिनट) × दबाव (lbf/in2) / 1714 = 550 ft⋅lbf/s = 745.69987 डब्ल्यू
वायु अश्वशक्ति	=प्रवाह दर (घन फीट / मिनट) × दबाव (इंच पानी का स्तंभ) / 6,356 या = 550 ft⋅lbf/s = 745.69987 डब्ल्यू

कुछ स्थितियों में अश्वशक्ति की विभिन्न परिभाषाओं के बीच अंतर करना आवश्यक है और इस प्रकार एक प्रत्यय जोड़ा जाता है: यांत्रिक (या इम्पीरियल) अश्वशक्ति के लिए hp(I), मीट्रिक अश्वशक्ति के लिए hp(M), बॉयलर (या भाप) के लिए hp(S) ) अश्वशक्ति और hp (E) विद्युत अश्वशक्ति के लिए।

यांत्रिक अश्वशक्ति

मानक गुरुत्व की तीसरी सीजीपीएम (1901, सीआर 70) परिभाषा को मानते हुए, gn = 9.80665 m/s2, पाउंड-बल के साथ-साथ किलोग्राम बल को परिभाषित करने के लिए उपयोग किया जाता है, और अंतर्राष्ट्रीय एवियोर्डुपोइस पाउंड (1959), एक यांत्रिक अश्वशक्ति है ::

1 एचपी	≡ 33,000 फीट·lbf/मिनट	परिभाषा के अनुसार
	= 550 ft⋅lbf/s	के बाद से	1 मिनट = 60 एस
	= 550 × 0.3048 × 0.45359237 m⋅kgf/s	के बाद से	1 फीट ≡ 0.3048 मी और 1 पौंड ≡ 0.45359237 किग्रा
	= 76.0402249 किलोएफ⋅एम/एस
	= 76.0402249 × 9.80665 kg⋅m2/s3	के बाद से	g = 9.80665 m/s2
	≈ 745.700 डब्ल्यू	के बाद से	1 W ≡ 1 J/s = 1 N⋅m/s = 1 (kg⋅m/s2)⋅(m /एस)

या यह दिया गया है कि 1 hp = 550 ft⋅lbf/s, 1 ft = 0.3048 m, 1 lbf ≈ 4.448 N, 1 J = 1 N⋅m, 1 W = 1 J/s: 1 hp ≈ 746 W

मीट्रिक अश्वशक्ति (पीएस, सीवी, एचके, पीके, केएस, सीएच)

File:Horsepower plain.svg

1 दूसरा में 75 किलोग्राम को 1 मीटर तक उठाने के लिए एक मीट्रिक अश्वशक्ति की आवश्यकता होती है।

इस परिभाषा को इंगित करने के लिए उपयोग की जाने वाली विभिन्न इकाइयाँ (PS, KM, cv, hk, pk, ks और ch) सभी अंग्रेजी में हॉर्स पावर में अनुवादित होती हैं। प्रश्न में इंजन की उत्पत्ति के आधार पर ब्रिटिश निर्माता अक्सर मीट्रिक अश्वशक्ति और यांत्रिक अश्वशक्ति को मिलाते हैं।

Deutsches Institut für Normung 66036 एक मीट्रिक अश्वशक्ति को एक सेकंड में एक मीटर की दूरी पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के खिलाफ 75 किलोग्राम के द्रव्यमान को बढ़ाने की शक्ति के रूप में परिभाषित करता है: 75 किग्रा × 9.80665 मी/से2 × 1 मी / 1 एस = 75 क�