இருபது மற்றும் பன்னிரண்டு பற்கள் கொண்ட இரண்டு கியர்கள் ஒன்றோடொன்று பிணைந்து எதிர் திசைகளில் சுழல்கின்றன, சிறியது பெரியதைவிடச் சரியாக ஐந்து-மூன்றில் மடங்கு வேகமாகச் சுழல்கிறது, கியர் விகிதம் கோருவது போல. வலப்புறம் சுற்றளவியின் முள் சிவப்புப் பகுதியருகே ஆடுகிறது, அதன் கீழே ஒரு குறியாக்கியின் பிளவுத் தட்டு மின்னும் உணரியுடன் மெதுவாகச் சுழல்கிறது, கீழே ஒரு குறி அளவுகோலில் மூவாயிரம் வரை நகர்கிறது.
அலகுத் தாள்
SI அல்லாத · சுழற்சி இயக்கவியல் தாள் 1/1 · திருத்தம் 2026-09நிமிடத்துக்குச் சுற்று
SI அல்லாத அலகு · அளவு: சுழற்சி அதிர்வெண் n · 1 min⁻¹ = 1/60 s⁻¹
மோட்டார் தகட்டில் படிக்கப்பட்டு விளக்கின் மின்னலால் சரிபார்க்கப்படும் அலகு
ஒவ்வொரு மின் மோட்டாரின் தகட்டிலும் கிலோவாட், வோல்ட் அருகே 1450 போன்ற ஓர் எண் பொறிக்கப்பட்டிருக்கும்: முழுச் சுமையில் தண்டு ஒரு நிமிடத்தில் அத்தனை முறை சுழல்கிறது. இந்த அளவைக் கற்பனை செய்வது மிக எளிது, பார்ப்பது மிகக் கடினம், ஏனெனில் நிமிடத்துக்குச் சில நூறு சுற்றுகளிலேயே கண் ஆரக்கால்களைப் பிரித்தறிய முடியாமல் சக்கரம் மங்கலான தட்டாகக் கரைந்துவிடுகிறது.
எனவே இதை அளக்கச் சாமர்த்தியம் தேவைப்பட்டது. இயந்திரச் சுற்றளவி மையவிலக்கு விசையால் எடைகளை வெளியே வீசியது, மின்சுற்றளவி மின்னாக்கியைப் பயன்படுத்தியது, ஸ்ட்ரோபோஸ்கோப் மிக எளிய செயலைச் செய்தது: தண்டைக் குறுகிய மின்னல்களால் ஒளிரச் செய்கிறது, மின்னல்களின் அதிர்வெண் சுழற்சியுடன் பொருந்தும்போது தண்டின் குறி தண்டு நின்றது போல உறைகிறது. ஆனால் பாதி அடிக்கடி வரும் மின்னல்களிலும் அது உறைகிறது, இந்தப் பொறியில் பல அமைப்பாளர்கள் விழுந்திருக்கிறார்கள்.
அலகுகளின் பன்னாட்டு முறையில் நிமிடத்துக்குச் சுற்று இல்லை, எதிர்ம ஒன்று அடுக்கு வினாடியும் வினாடிக்கு ரேடியனும் மட்டுமே உள்ளன, ஆனாலும் இயந்திரக் கருவிகள், மோட்டார்கள், இசைத்தட்டுச் சுழலிகள் இன்னும் நிமிடங்களிலேயே பேசுகின்றன, ஏனெனில் முழு எண்கள் அவற்றில் எளிதாகப் பொருந்துகின்றன: ஐம்பது ஹெர்ட்ஸ் வலையில் நான்கு துருவ மோட்டாருக்கு 1500, இரு துருவத்துக்கு 3000, நீள் இசைத்தட்டுக்கு முப்பத்து மூன்று மற்றும் மூன்றில் ஒன்று.
தரநிலைகள் min⁻¹ அல்லது r/min என எழுதுகின்றன, தமிழ் உரைகள் சுற்று/நிமி, rpm சிற்றெழுத்தில் தகடுகளிலும் பட்டியல்களிலும் வாழ்கிறது; பெரிய எழுத்து RPM-உம் தென்படுகிறது, ஆனால் தரநிலைகள் அதை விரும்புவதில்லை. சுற்றுகளின் எண்ணிக்கை n என்ற எழுத்தாலும், கோணத் திசைவேகம் ω என்ற எழுத்தாலும், வினாடிக்கு ரேடியனில் குறிக்கப்படுகின்றன.
வினாடிக்குச் சுற்றுகளில் சுழற்சி அதிர்வெண்ணையும் வினாடிக்கு ரேடியனில் கோணத் திசைவேகத்தையும் 2π என்ற காரணி பிரிக்கிறது: 3000 சுற்று/நிமி தண்டு வினாடிக்கு ஐம்பது சுற்றுகள் சுழல்கிறது, ஆனால் அதன் கோணத் திசைவேகம் சுமார் 314 rad/s. ω-வுக்கு அதை «50 Hz» என எழுதுவது ஆறு மடங்குக்கு மேல் தவறு.
01 · வரையறை
தண்டு · பரிமாற்றம் · மின்னல் · பொறிநிமிடத்துக்குச் சுற்று என்பது ஒரு பொருள் அறுபது வினாடிகளில் ஒரு முழுச் சுற்று சுழலும் சுழற்சி அதிர்வெண். இது எதிர்ம ஒன்று அடுக்கு வினாடியின் அறுபதில் ஒரு பங்குக்குச் சமம், அத்தகைய சுழற்சியின் கோணத் திசைவேகம் வினாடிக்கு 2π/60 ரேடியன், அதாவது சுமார் பத்தில் ஒன்று.
சுழற்சி அதிர்வெண் வசதியானது, ஏனெனில் அதை அளப்பதற்குப் பதில் எண்ணலாம்: தெரிந்த நேரத்தில் எத்தனை சுற்றுகள் ஆயின என்று தெரிந்தால் போதும். அதனால்தான் அது கியர்கள் வழியாக எளிதாகச் செல்கிறது — ஒரு சக்கர இணை பற்களின் எண்ணிக்கை விகிதத்தில் அதை வகுக்கிறது அல்லது பெருக்குகிறது — அதனால்தான் தொழில்துறை அதை மிகவும் விரும்புகிறது, அங்கு ஒவ்வொரு இயந்திரக் கருவியும் சுழல்தண்டு வேகப் படிகளால் விவரிக்கப்படுகிறது.
ஸ்ட்ரோபோஸ்கோப் சுழற்சி அதிர்வெண்ணைப் பொருத்தத்தால் அளக்கிறது: மின்னல் அதிர்வெண் சுழற்சி அதிர்வெண்ணுக்குச் சமமாக இருக்கும்போது, தண்டின் குறிக்கப்பட்ட புள்ளி ஒவ்வொரு மின்னலிலும் அதே இடத்தில் இருந்து அசையாமல் தெரிகிறது. ஆனால் மின்னல்கள் முழு எண் மடங்கு குறைவாக இருந்தாலும் இதுவே நிகழ்கிறது: தண்டு அவற்றுக்கிடையே இரண்டு, மூன்று அல்லது நான்கு சுற்றுகள் சுழன்றுவிடுகிறது, கண் அதைக் கவனிப்பதில்லை. மின்னல் அதிர்வெண்ணை இரட்டிப்பதன் மூலம் இது சரிபார்க்கப்படுகிறது — உண்மையான பொருத்தத்தில் அப்போது இரண்டு குறிகள் தோன்றும், மடங்குப் பொருத்தத்தில் அசைவின்மை நீடிக்கும்.
தூண்டல் மோட்டார் எப்போதும் ஒத்திசைவு வேகத்தைவிடச் சற்று மெதுவாகச் சுழல்கிறது, அதே வலையிலிருந்து இயங்கும் ஸ்ட்ரோபோஸ்கோப் இந்த வேறுபாட்டைக் குறி மெதுவாகப் பின்னோக்கி நகர்வதாகக் காட்டுகிறது. குறி ஒரு நிமிடத்தில் எத்தனை முறை சுற்றி வருகிறது என்று எண்ணினால், அமைப்பாளர் எந்தச் சுற்றளவியும் இல்லாமல் நழுவலை நேரடியாகச் சுற்றுகளில் பெறுகிறார்.
ஆரஞ்சுச் சக்கரம் மோட்டார் தண்டில் உள்ளது, நீலப்பச்சைச் சக்கரம் வெளியீட்டுத் தண்டில், அதில் ஒரே ஒரு குறி ஒளிர்கிறது. சக்கரங்கள் எப்போதும் பிணைந்துள்ளன: சிறியது எத்தனை மடங்கு குறைவான பற்கள் கொண்டதோ அத்தனை மடங்கு வேகமாகவும் எதிர் திசையிலும் சுழல்கிறது. சாதாரண ஒளியில் அவை மெதுவாகக் காட்டப்படுகின்றன; ஸ்ட்ரோபோஸ்கோப்பை இயக்குங்கள், இரு சக்கரங்களும் மின்னல்கள் காட்டுவது போலத் தோன்றும்: அசையாமல், மெதுவாக முன்னோ பின்னோ ஊர்ந்து, சில நேரம் இரண்டு மூன்று குறிகளுடன்.
அச்சில் மின்னல் அதிர்வெண் உள்ளது. உயரமான ஆரஞ்சுக் கோடு ஒரே நேர்மையான பொருத்தம், அங்கு ஒவ்வொரு சுற்றிலும் ஒரு மின்னல் விழுகிறது; அதன் இடப்புற நீலப்பச்சைக் கோடுகள் இரண்டு, மூன்று, நான்கு சுற்றுகளுக்கு ஒருமுறை வரும் மின்னல்கள், அங்கும் குறி நிற்கிறது; வலப்புறச் சிவப்புப் புள்ளிக்கோடுகள் ஒரு சுற்றைவிட அடிக்கடி வரும் மின்னல்கள், அங்கு குறி இரண்டாகவும் மூன்றாகவும் ஆகிறது. வெள்ளைக் கோடு உங்கள் விளக்கு.
02 · மாற்றம்
அலகுகள் · சுற்றுத் திசைவேகம் · திறனும் முறுக்குவிசையும்மோட்டார் தகட்டிலிருந்து வெட்டியின் முனை வரை
முதல் தாவல் சுற்றுகளை வினாடிக்கு அதிர்வெண், ரேடியன், பாகைகளாக மாற்றுகிறது. இரண்டாவது அவற்றை வெவ்வேறு விட்டமுள்ள கருவிகளின் முனையில் சுற்றுத் திசைவேகமாக மாற்றுகிறது, மூன்றாவது இந்தச் சுற்றுகளில் கொடுக்கப்பட்ட திறனைக் கடத்த எவ்வளவு முறுக்குவிசை தேவை என்று காட்டுகிறது.
நினைவில் கொள்ளும் விதி: வினாடிக்கு ரேடியனுக்கு, நிமிடத்துக்குச் சுற்றுகளை 9.55 ஆல் வகுங்கள்; நியூட்டன்-மீட்டரில் முறுக்குவிசைக்கு, கிலோவாட்டை 9550 ஆல் பெருக்கிச் சுற்றுகளால் வகுங்கள்.
தூண்டல் மோட்டார் தகட்டிலுள்ள சுற்றுகள் முழுச் சுமையில் பெயரளவு மதிப்பு; சுமையின்றித் தண்டு கிட்டத்தட்ட ஒத்திசைவாகச் சுழல்கிறது, அதிகச் சுமையில் மேலும் பின்தங்குகிறது. பரிமாற்றக் கணக்கீட்டுக்குப் பெயரளவு எண் எடுக்கப்படுகிறது, ஸ்ட்ரோபோஸ்கோப் சரிபார்ப்புக்கு உண்மையில் உள்ளது.
| அளவு | மதிப்பு | குறிப்பு |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
பூமியின் சுழற்சியைப் பல் மருத்துவரின் டர்பைனிலிருந்து கிட்டத்தட்ட ஒன்பது அளவு வரிசைகள் பிரிக்கின்றன, அனைத்தும் ஒரே அலகில் எழுதப்படுகின்றன, கீழ் முனைக்குச் சுற்றுக்கு நாட்களும் மேல் முனைக்குக் கிலோஹெர்ட்ஸும் பொருத்தமாக இருந்திருக்கும் என்றாலும். இயற்கையின் சாதனையாளரான, அறியப்பட்டவற்றில் மிக வேகமான பல்சர், அதிவேக அரைக்கும் இயந்திரத்தின் சுழல்தண்டைப் போலவே சுழல்கிறது, அதன் நிறை சூரியனின் ஒன்றரை முதல் இரண்டு மடங்கு, விட்டம் சில பத்து கிலோமீட்டர் என்பது மட்டுமே வேறுபாடு.
04 · அளவைக் கருவிகள்
மையவிலக்கு · ஸ்ட்ரோபோஸ்கோப் · ஒளியியல் · குறியாக்கிகண்ணுக்குத் தெரியாததை எண்ண நான்கு வழிகள்
இரண்டு மூட்டு எடைகள் அச்சு எவ்வளவு வேகமாகச் சுழல்கிறதோ அவ்வளவு விரிந்து ஒரு வளையத்தை இழுக்கின்றன, வளையம் முள்ளைத் திருப்புகிறது. இதே அமைப்பு நூறு ஆண்டுகள் நீராவி இயந்திரங்களின் ஒழுங்காக்கியாக இருந்தது: உயர்ந்த வளையம் நீராவி அடைப்பானை மூடியது.
விளக்கு சரிசெய்யக்கூடிய அதிர்வெண்ணில் மின்னுகிறது, தண்டின் குறி உறையும் வரை அமைப்பாளர் அதைச் சரிசெய்கிறார்; கருவியின் அளவுகோல் நேரடியாக நிமிடத்துக்கு மின்னல்களில் குறிக்கப்பட்டுள்ளது. இது தண்டைத் தொடுவதே இல்லை, ஆனால் இரட்டிப்புச் சோதனை தேவை, இல்லையெனில் உண்மையான வேகத்தில் பாதியைப் படிக்கலாம்.
தண்டில் எதிரொளிப்புப் படலத்தின் ஒரு பட்டை ஒட்டப்படுகிறது, எதிரொளித்த கதிர் வினாடிக்கு எத்தனை முறை ஒளிடையோடுக்குத் திரும்புகிறது என்று கருவி எண்ணுகிறது. இங்கே பாதியின் பொறி இல்லை, ஆனால் வேறொன்று உண்டு: தண்டில் இரண்டாவது பளபளப்பான புள்ளி வாசிப்பை இரட்டிப்பாக்கும்.
நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கான பிளவுகள் கொண்ட தட்டு நேரடியாகத் தண்டில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது, துடிப்புகளின் எண்ணிக்கையை நேரத்தாலும் பிளவுகளின் எண்ணிக்கையாலும் வகுத்துச் சுழற்சி அதிர்வெண் பெறப்படுகிறது. ஒவ்வொரு சர்வோ இயக்கியிலும் ஒவ்வொரு CNC இயந்திரத்திலும் வினாடிக்கு நூற்றுக்கணக்கான முறை இப்படித்தான் அளக்கப்படுகிறது.
05 · எழுத்து விதிகள்
min⁻¹ · r/min · சுற்று/நிமி · புள்ளி இல்லாமல்சுற்றுகள் ஹெர்ட்ஸும் அல்ல ரேடியனும் அல்ல
சுழற்சி அதிர்வெண் n என்ற எழுத்தாலும் min⁻¹ அல்லது r/min அலகாலும் எழுதப்படுகிறது, கோணத் திசைவேகம் ω என்ற எழுத்தால் வினாடிக்கு ரேடியனில், rpm குறியீடு சிற்றெழுத்தில் புள்ளியின்றி எழுதப்படுகிறது.
முதல் பிழை நிமிடத்தை வினாடியுடன் குழப்பி அதிர்வெண்ணை அறுபது மடங்கு பெரிதாக்குகிறது. இரண்டாவது கோணத் திசைவேகத்தை ஹெர்ட்ஸில் எழுதி 2π காரணியை இழக்கிறது. மூன்றாவது புள்ளி இல்லாத குறியீட்டில் புள்ளிகளை இடுகிறது. நான்காவது «நிமிடத்துக்கு» ஏற்கனவே உள்ள அலகுக்கு எதிர்ம அடுக்கைச் சேர்க்கிறது, ஐந்தாவது நேரத்தை முற்றிலும் மறக்கிறது, ஆறாவது அதிர்வெண்ணைக் கால அளவாக மாற்றுகிறது.
06 · அண்டை அலகுகள்
s⁻¹ · rad/s · குதிரைத்திறன்நிமிடத்துக்குச் சுற்று மூன்று அண்டையர்களைச் சார்ந்துள்ளது: அறுபதால் வகுத்து மாறும் வினாடிக்கு அதிர்வெண், 2π காரணியுடன் கோணத் திசைவேகம், தண்டு முறுக்குவிசையுடன் கடத்தும் திறன்.
சுழற்சி அதிர்வெண்ணின் SI அலகு; ஹெர்ட்ஸும் முறைப்படி எதிர்ம ஒன்று அடுக்கு வினாடியே, ஆனால் வழக்கப்படி அது சுழற்சிக்கல்ல, கால அலைவுகளுக்கே வைக்கப்படுகிறது.
சுழற்சியின் முழு இயக்கவியலும் இதிலேயே எழுதப்படுகிறது: திறன் என்பது முறுக்குவிசை பெருக்கல் கோணத் திசைவேகம், சுற்றுத் திசைவேகம் என்பது கோணத் திசைவேகம் பெருக்கல் ஆரம்.
வாட் அதைச் செக்கைச் சுற்றும் குதிரையால் அளந்தார், அதாவது சுற்றுகள் மற்றும் முயற்சி மூலம்; சோதனை மேடையில் இயந்திரத்தின் திறன் இன்றும் முறுக்குவிசையிலிருந்தும் சுற்றுகளிலிருந்தும் கணக்கிடப்படுகிறது.
பட்டியலில் அருகில் உள்ளவை குதிரைத்திறன், இதை வாட் செக்கின் சுழற்சியிலிருந்து பெற்றார், மற்றும் கிலோவாட் மணி, இதில் பழைய மீட்டரின் தட்டும் சுற்றுகளை எண்ணியது — தண்டின் சுற்றுகளை அல்ல, ஆற்றலின் சுற்றுகளை.
07 · வரலாற்றுப் பகுதி
ஆவணக் காப்பகம் · சுழற்சியைப் பார்க்க நாம் கற்றது எப்படிவாட்டின் எடைகளிலிருந்து எட்ஜர்டனின் மின்னல்கள் வரை
{text}
நிமிடத்துக்குச் சுற்றுக்குச் சொந்த அளவுத்தரம் இல்லை, தேவையும் இல்லை: வினாடி போதும், சுற்று வரையறைப்படி எண்ணப்படுகிறது. ஆனால் நீண்ட காலம் சுற்றுகளை எண்ணுவதற்கான மேற்கோளின் பங்கை மின் வலை ஆற்றியது. ஒத்திசைவு மோட்டார் அதன் அதிர்வெண்ணின் தாளத்தில் கண்டிப்பாகச் சுழல்கிறது, அதனால் இசைத்தட்டுச் சுழலிகளின் தட்டுகளில் ஸ்ட்ரோபோஸ்கோப் புள்ளிகள் அச்சிடப்பட்டன: வினாடிக்கு நூறு முறை மினுமினுக்கும் விளக்கின் ஒளியில் நூற்று எண்பது புள்ளிகளின் வரிசை சரியாக முப்பத்து மூன்று மற்றும் மூன்றில் ஒரு சுற்றில் அசையாமல் நின்றது.
அத்தகைய சரிபார்ப்பின் துல்லியம் வலையின் துல்லியம், மின் அமைப்புகள் தினசரி சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையை மிகக் கண்டிப்பாகப் பேணுவதால், வலைக் கடிகாரங்கள் ஆண்டுக்கணக்கில் வானியல் நேரத்திலிருந்து சில வினாடிகளுக்கு மேல் விலகுவதில்லை. ஆக, சுழற்சி வேகத்தின் மிகப் பரவலான அளவுத்தரம் ஆய்வகத்தில் அல்ல, மின் நிலையத்தில் இருந்தது, ஒவ்வொரு இசை ரசிகரும் அறியாமலேயே அதைக் கொண்டு தம் இசைத்தட்டுச் சுழலியைச் சரிபார்த்தார்.