Коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия показывает, какая доля затраченной энергии превращается в полезную работу. Он всегда меньше или равен 1, а в процентах — не больше 100%.
Формула
Если работа силы ещё не знакома, сначала изучите страницу работе силы. КПД вычисляют как отношение полезной работы к затраченной:
Чтобы получить КПД в процентах, результат умножают на \(100\%\):
Затраченная энергия включает полезную энергию и потери: на нагрев, трение, деформацию, сопротивление среды и другие процессы. Поэтому для реального устройства \(A_\text{пол} < A_\text{затр}\).
Подъёмник затратил \(5000\ \text{Дж}\) энергии и совершил полезную работу \(4000\ \text{Дж}\). Тогда \(\eta=4000/5000=0{,}8\), или \(80\%\). Остальные \(20\%\) энергии составили потери.
Какой КПД имеет механизм, если полезная работа равна \(600\ \text{Дж}\), а затраченная — \(750\ \text{Дж}\)?
Потребляемая мощность — это энергия, расходуемая за единицу времени, а КПД — доля полезной энергии от затраченной. При одинаковом КПД более мощный двигатель выполняет ту же долю работы за меньшее время. КПД механизма рассматривают подробнее на странице коэффициенте полезного действия механизма.
Главное
- КПД равен отношению полезной работы или энергии к затраченной.
- КПД — безразмерная величина: \(0<\eta\le1\), или от 0 до 100%.
- Потери энергии делают КПД реального устройства меньше 100%.