Phân tích lực tác dụng lên quả nặng bộ điều tốc

Bỏ qua khối lượng của các cánh tay đòn cũng như ma sát. Các lực tác dụng lên quả nặng bao gồm: Lực ly tâm (Fc), trọng lượng (mg) và lực kéo của cánh tay đòn (T). Xét các momen lực ở đối với trục quay ta có:

  F c h − m g r = 0 {\displaystyle \ F_{c}h-mgr=0}

Vì có

  F c = m r ω 2 {\displaystyle \ F_{c}=mr\omega ^{2}}

Vậy

  m r ω 2 h − m g r = 0 {\displaystyle \ mr\omega ^{2}h-mgr=0}

Hay

  ω 2 = g h {\displaystyle \ \omega ^{2}={g \over h}}

Mặt khác   {\displaystyle \ \qquad }

  ω 2 = 2 π N 60 {\displaystyle \ \omega ^{2}={2\pi N \over 60}} (N là số vòng quay trên phút)

Do đó

  h = 3600 g 4 π 2 N 2 {\displaystyle \ h={3600g \over 4\pi ^{2}N^{2}}} [2]

Sự phụ thuộc của h vào tốc độ quay của động cơ

Biểu đồ biểu thị sự phụ thuộc của h vào tốc độ quay của động cơ

Tại tốc độ cao, sự thay đổi của h là rất nhỏ (đường cong của h ở tốc độ cao gần như thẳng), biểu thị cho việc bộ điều tốc không nhạy ở tốc độ cao.[2]