Koppel (aandrijftechniek)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Voor het theoretische begrip koppel als samenstel van twee even grote maar tegengestelde krachten, zoals dat bijvoorbeeld in de constructieleer wordt gebruikt, zie Koppel (natuurkunde)

Koppel is een maat voor het rotatie-effect van een kracht. De SI-eenheid voor koppel is de Newtonmeter (Nm).

Er is sprake van een koppel als er meerdere krachten op een voorwerp worden uitgeoefend die op verschillende plaatsen op het voorwerp aangrijpen, zodat ze het voorwerp zouden kunnen laten draaien. De grootte van een koppel is gelijk aan de kracht maal de arm. De arm is de loodrechte afstand tot de krachtvectoren. Het verschil tussen een koppel en een moment is dat het krachtenspel van een koppel zodanig symmetrisch is dat er geen netto dwarskracht overblijft; indien het voorwerp vrij zou kunnen bewegen zou er alleen rotatie en geen translatie (verplaatsing) van het voorwerp plaatsvinden.

[bewerk] Betekenis

plaatje 1. Koppel K (= kracht Fk x lengte a Nm) werkt op een as. Het moment M (= kracht Fm x lengte L) werkt ook op een as, maar oefent daarbij tevens een dwarskracht Fd uit (die gelijk is aan Fm). Ter verduidelijking doet Fd hier de as buigen.

De werking van een koppel kan geïllustreerd worden aan de hand van plaatje 1. Het maximaal leverbare koppel is een kenmerk van de kracht van een motor. Een auto met een motor met een groot koppel kan sneller accelereren.

[bewerk] Koppel als vectorgrootheid

Een koppel heeft naast een grootte tevens een richting, waarmee het een vectorgrootheid is. Het verband tussen het koppel, de arm en de uitgeoefende kracht is als volgt:

waarin

• : koppel Nm
• : arm m
• : kracht N

Wanneer een koppel wordt uitgeoefend op een object zal het impulsmoment veranderen volgens

waarin

• L: impulsmoment kg.meter²/s
• t: tijd s

Wikibooks heeft een dictaat over dit onderwerp: b:Fysica/Rotatie kinematica

Deze bewegingsvergelijking voor rotaties is analoog aan de tweede wet van Newton. Er is echter een groot verschil in complexiteit tussen de formules voor de rotatie rond een as met een vaste richting, zoals bij de meeste draaiende machineonderdelen, en het algemene geval.

[bewerk] Koppels in het elektromagnetisme

Elektrische dipool in een elektrisch veld:

Zij het elektrische dipoolmoment van een elektrische dipool in een elektrisch veld (), dan geldt voor het koppel uitgeoefend op deze dipool:

Magnetische dipool in een magnetisch veld:

Zij het magnetische dipoolmoment van een magnetische dipool in een magnetisch veld (), dan geldt voor het koppel uitgeoefend op deze dipool:

[bewerk] Koppel in verbrandingsmotoren

De kracht die vrijkomt bij de verbranding en omgezet wordt via de zuiger en drijfstang in een beweging van de krukas noemt men bij motoren 'koppel'.

Het toerental waarbij de vulling van de cilinder maximaal is, is het toerental waarbij het grootste koppel van de motor wordt bereikt. Een maximale hoeveelheid lucht betekent een maximale hoeveelheid brandstof en dus maximale energie uit de verbranding.

De koppelkromme geeft het verloop van de vullingsgraad aan.

Als vuistregel kan men gebruiken (dit geldt voor bijna alle oudere wegvoertuigen, nieuwere voertuigen kunnen hier sterk van afwijken):

• Vermogen: 12 pk per liter motorinhoud per 1000 toeren.
• Koppel: 85 Nm per liter motorinhoud.

[bewerk] Zie ook

• Moment (mechanica)
• Koppel (natuurkunde)