Theorie Wärmespeicher

Schwungrad

Schwungrad
Ein Schwungrad beginnt sich zu drehen, sobald man Drehimpuls zuführt, sobald ein Drehimpulsstrom zufliesst. Die zugehörige Stromstärke heisst Drehmoment. Entzieht man dem ruhenden Schwungrad Drehimpuls, dreht es sich rückwärts.

Der Drehimpulsinhalt eines Schwungrades wächst proportional zur Winkelgeschwindigkeit. Der zugehörige Proportionalitätsfaktor heisst Massenträgheitsmoment. Demnach ist die Winkelgeschwindigkeit gleich Drehimpulsinhalt durch Massenträgheitsmoment

\omega_x=\frac{L_x}{J_x}

Die Winkelgeschwindigkeit ordnet dem Drehimpulsstrom einen Energiestrom zu

I_W=\omega_xI_{Lx}

oder in klassischer Darstellung als Leistung P eines Drehmoments Mx

P(M_x)=\omega_xM_x


Translation und Rotations bilden die beiden grundlegenden Bewegungsarten eines Körpers. Der Impuls bestimmt, wie schnell sich ein Körper relativ zu einem Bezugssystem bewegt, und der Drehimpuls legt die Drehzahl fest. Etwas präziser ausgedrückt, liefert der Quotient aus Impuls und Masse eines Körpers die Geschwindigkeit und der Quotient aus Drehimpuls und Massenträgheitsmoment die Winkelgeschwindigkeit. Träge Masse und Massenträgheitsmoment können deshalb als Impuls- bzw. Drehimpulskapazität bezeichnet werden.