Compteur de puissance

Le wattmètre comme appareil de mesure de puissance universel

Quiconque roule sur un vélo de course ou un VTT veut généralement savoir et s'assurer qu'il utilise sa force physique et ses performances de manière optimale. Si l’intensité de puissance est initialement trop élevée, le conducteur se fatiguera prématurément. A l’inverse, rouler à un rythme tranquille sur le long terme entraînera une dégradation des performances.

Il est donc important d'adapter le style de conduite afin que, d'une part, le conducteur ne se fatigue pas prématurément et, d'autre part, ne perde pas de vue un objectif de performance fixé. Afin de combiner les deux de manière optimale, l'utilisation d'un wattmètre comme moyen efficace jusqu'au bout est d'une grande aide.

Un wattmètre et son fonctionnement physique

Un wattmètre fonctionne avec des jauges de contrainte Constantan avec une résistance spécifique élevée. Si la jauge de contrainte est chargée, elle change de longueur. Cette modification de longueur sous forme d'expansion se traduit immédiatement par une modification de sa résistance ohmique. Une tension diagonale à mesurer dans un circuit en pont indique une variation proportionnelle de cette tension diagonale, qui sert de variable de sortie. Cette tension diagonale modifiée représente également une mesure de l'allongement et donc de la charge actuelle sur la manivelle. De cette manière, une mesure continue de la force dans chaque position de la manivelle sur toute sa circonférence est possible.

Différences dans l'enregistrement des données de mesure

Selon la manière dont le wattmètre est commuté, il peut enregistrer la force actuellement appliquée soit d'un côté de la pédale gauche, soit des deux côtés gauche et droit. Dans le premier cas, en cas de mesure unilatérale, le wattmètre double la valeur mesurée et la montre au conducteur. La deuxième application avec la mesure des deux côtés conduit à un enregistrement plus précis de la transmission réelle du couple à chaque tour complet de la manivelle. Tout comme un droitier est plus habile avec sa main droite que sa main gauche, la force appliquée sur la paire de pédales n'est jamais exactement la même à gauche et à droite.

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Lorsque le conducteur appuie sur la pédale, il transfère la force à la manivelle avec son pied. En fonction de la position angulaire actuelle de la pédale par rapport à la verticale, un bras de levier efficace est créé du rayon de manivelle jusqu'à l'axe du pédalier. Ce bras de levier efficace génère à son tour un couple qui est transmis à la roue arrière via la chaîne. Le couple varie en fonction de la position angulaire de la manivelle par rapport à la verticale et est défini comme suit :

M _(𝛼) = F * r * sin(𝛼)

M... (couple en Nm) F... (force du pied sur la pédale en N) r... (distance entre l'axe de la pédale et l'axe du pédalier en m) 𝛼... (angle de la position actuelle de la manivelle par rapport à la verticale en diplômes)

La puissance instantanée que le conducteur transfère à la pédale est déterminée par la relation mathématique suivante : P = M _(𝛼) * 𝜔 𝜔... (vitesse angulaire de la manivelle en ¹ / _sec La vitesse angulaire de la manivelle est composée comme suit : 𝜔 = 2 * 𝜋 * n n... (vitesse de la manivelle en ¹ / _sec ) Cela donne la puissance actuelle que le conducteur applique à la pédale amène la formule suivante : P _(𝛼) = F * r * sin(𝛼) * 2 * 𝜋 * n P _(𝛼) ... (puissance à la manivelle en watts)

Succès avec la formation

Afin d’obtenir un bon résultat, chaque athlète doit s’entraîner beaucoup et surtout de manière ciblée. Cela est particulièrement vrai dans le cyclisme, qui exige de chaque coureur un niveau particulier de discipline, d'endurance et de volonté. La force mentale du conducteur joue également un rôle extrêmement important. Un paramètre essentiel pour évaluer la performance est la performance par kg de poids corporel. Un coureur de classe mondiale peut produire une puissance d'environ 6 ^W / _kg de poids corporel pendant au moins une demi-heure. Dans le prolongement cohérent de chaque séance d'entraînement, chaque coureur ambitieux suit le niveau de son seuil anaérobie individuel (IANS). Cette valeur IANS est une mesure de la performance maximale que le conducteur peut atteindre tandis que le niveau de lactate dans le corps reste constant.

Plus d'informations sur les niveaux de lactate

Lors d'un effort physique, l'organisme humain produit du lactate, mais si la concentration est trop élevée, cela est préjudiciable aux muscles et entraîne une perte de performance. Un taux de lactate normal se situe autour de 1,0 ^mmol / _l et 1,8 ^mmol / _l . Cependant, lors d'un effort physique intense, comme un entraînement intensif à vélo, cette valeur peut dépasser cette valeur normale. Afin de ne pas influencer négativement le fonctionnement des muscles, il est absolument nécessaire que cette augmentation du taux de lactate soit à nouveau réduite. En aucun cas il ne doit dépasser la barre d'environ 4 ^mmol / _l .

Collecte de toutes les données

Un capteur de puissance présente le gros avantage par rapport à une montre de sport dans la mesure où il détermine et affiche en permanence les performances actuelles du conducteur, afin que celui-ci puisse optimiser son style de conduite. Cela garantit qu'il ne surcharge pas temporairement le corps et n'obtient ainsi pas de mauvais résultats d'entraînement. Il peut toujours adapter son style de pilotage pour se situer toujours juste en dessous de sa limite de performance individuelle. Grâce au support de mesure du wattmètre, le conducteur est en mesure d'allouer en permanence sa réserve de marche physique en fonction de ses besoins. De cette façon, il s’assure également que son niveau de lactate dans le corps reste assez constant dans les limites normales. Cet effet secondaire positif aide le conducteur à chaque séance d'entraînement, améliore continuellement sa condition physique et lui apporte toujours de bons résultats d'entraînement.

Lissage de la valeur de sortie du wattmètre

L'enregistrement constant de la puissance instantanée entraînerait des fluctuations importantes si les valeurs mesurées étaient directement émises et pourraient facilement être mal comprises. Par conséquent, l'électronique de lissage garantit qu'une puissance moyenne est délivrée pendant la conduite au cours des 3, 10 ou 30 dernières secondes. Les tests pratiques montrent une bonne valeur moyenne qui ne fluctue pas trop lorsque vous réglez les 3 dernières secondes.

Prise en compte des valeurs nulles

Afin de rendre l'affichage des résultats pratique, il est nécessaire d'inclure non seulement chaque montée mais également la phase de descente suivante dans le résultat de la mesure. Si cela n'est pas fait, l'enregistrement uniquement du trajet ascendant pénible entraînera un affichage de puissance trop élevé si la phase de roulement en descente n'est pas prise en compte. Par conséquent, un wattmètre enregistre également la descente, ce qui est plus facile à gérer pour le conducteur et donne une image globale plus réaliste du résultat final.

Cadence, temps de pédalage et indice de pédalage

Étant donné que le calcul d'une performance de conduite nécessite toujours l'enregistrement de la vitesse de manivelle, un capteur de puissance mesure la cadence du cycliste et, en combinaison avec la force exercée sur la pédale, calcule la performance de conduite actuelle. Un wattmètre enregistre la séquence des valeurs mesurées sur l'ensemble du parcours, quelle que soit la géométrie du terrain à surmonter. Ce type d'enregistrement constant de chaque phase de pédalage et de roulage se reflète dans le temps de pédalage. Ce temps de pédalage ne prend en compte que la distance qui peut être parcourue avec plus ou moins d'effort, c'est à dire en montée. Un wattmètre indique ce temps de pédalage en pourcentage de la distance totale parcourue.