Smagratis yra paprastas besisukantis ratas, naudojamas energijai kaupti ar kažkam stabilizuoti. Jo sukaupta energija yra lygi jo inercijos momentui – fizikos terminui, kuris iš esmės reiškia objekto masę, padaugintą iš jo atstumo nuo sukimosi ašies kvadrato – padauginus iš jo kampinio greičio kvadratą, padalijus iš 2. Smagračiai padeda stabilizuoti važiavimą kintamo slėgio veikiami velenai, pvz., stūmokliniai varikliai arba stūmokliniai siurbliai. Stabilizuojantis poveikis atsiranda dėl to, kad smagratis priešinasi sukimosi greičio pokyčiams.
Smagračiai naudojami kaip energijos kaupimo įrenginiai didelės galios moksliniams eksperimentams, dėl kurių galios šuolis būtų nepriimtinas, jei būtų pašalinta energija iš elektros tinklo. Tokios smagračio baterijos gali veikti vakuume, kad būtų išvengta energijos praradimo dėl oro trinties, ir periodiškai vėl bus padidintos, kad būtų kompensuojamas sukimosi greitis, prarastas dėl energijos išsklaidymo dėl šilumos ir vibracijos. Gera smagračio konstrukcija išsklaidys kuo mažiau šilumos ir vibracijos, išlaikydama energiją tikslinei paskirčiai.
Smagratis kaupia skirtingus energijos kiekius, priklausomai nuo jo masės ir sukimosi greičio. Pavyzdžiui, dviračio ratas sveria apie 1 kg (2.2 svaro), jo skersmuo yra apie 70 cm (28 colių), o sukimosi greitis yra apie 150 aps./min. Tai sudaro 15 J (džaulių) sukauptą energiją. Tada apsvarstykite ratą traukinyje, važiuojančiame 60 km/h (37 mylių per valandą), kurio masė 942 kg (2,076 1 svarai), skersmuo 3.3 m (318 pėdos), o sukimosi greitis – 64 aps./min. Šio smagračio sukimosi energija būtų apie 43,000 kJ (kildžauliais), maždaug XNUMX XNUMX kartų didesnė nei dviračio rato.
Smagračio akumuliatorių, skirtų energijos kaupimui, energija yra daug didesnė nei abiejų šių ankstesnių pavyzdžių, daugiausia dėl didelio sukimosi greičio. Vienas pavyzdys, kurį pagamino smagračių įmonė Otavoje, gali pasigirti 100 kg (220 svarų) masės, 60 cm (27 colių) skersmens ir 20,000 10 aps./min. sukimosi greičiu. Šis smagračio akumuliatorius gali sutalpinti apie 100 MJ (megadžaulių), kurio pakanka 100 1,000 vatų lempučių uždegti 100 sekundžių. Šis smagračio akumuliatoriaus dizainas nėra daug didesnis nei šaldytuvas. Dar didesnis smagratis, naudojamas kaip atsarginis elektros energijos tiekimas, gali išlaikyti XNUMX MJ galios. Šio tipo smagračiai gali būti naudojami kazino, ligoninėse, duomenų centruose arba pramonėje, kad būtų išlaikytas maitinimas gedimo arba įvesties svyravimų atveju.