El freno de Prony es un dispositivo sencillo inventado por Gaspard de Prony en 1821 para medir el par motor producido por un motor. El término " caballos de fuerza al freno " es una medida de potencia derivada de este método de medición del par motor. (La potencia se calcula multiplicando el par motor por la velocidad de rotación ). [1]
Básicamente, la medición se realiza enrollando una cuerda o correa alrededor del eje de salida del motor y midiendo la fuerza que se transfiere a la correa a través de la fricción . La fricción se aumenta tensando la correa hasta que la frecuencia de rotación del eje se reduce a una velocidad de rotación deseada. En la práctica, se puede aplicar más potencia al motor hasta que se alcanza el límite del motor.
En su forma más simple, un motor está conectado a un tambor giratorio por medio de un eje de salida. Una banda de fricción se envuelve alrededor de la mitad de la circunferencia del tambor y cada extremo está conectado a una balanza de resorte separada . Luego se aplica una precarga sustancial a los extremos de la banda, de modo que cada balanza de resorte tenga una lectura inicial e idéntica. Cuando el motor está en funcionamiento, la fuerza de fricción entre el tambor y la banda aumentará la lectura de fuerza en una balanza y la disminuirá en la otra. La diferencia entre las dos lecturas multiplicada por el radio del tambor impulsado es igual al par. Si la velocidad del motor se mide con un tacómetro , la potencia al freno se calcula fácilmente.
Un mecanismo alternativo consiste en sujetar una palanca al eje y medir con una sola balanza. El par se relaciona entonces con la longitud de la palanca, el diámetro del eje y la fuerza medida.
El dispositivo se utiliza generalmente en un rango de velocidades del motor para obtener curvas de potencia y torque para el motor, ya que existe una relación no lineal entre el torque y la velocidad del motor para la mayoría de los tipos de motores.
La potencia de salida en unidades del SI se puede calcular de la siguiente manera:
O en unidades imperiales :