Коэффициент полезного действия
Под коэффициентом полезного действия (кпд) понимают отношение энергии, затраченной на выполнение полезной работы к общему количеству энергии, полученной устройством или системой.
Кпд – это безразмерная величина, не превышающая единицы; зачастую кпд выражают в процентах. Кпд принято обозначать буквой η (эта).
О кпд можно говорить применительно к механике, к тепловым машинам, к электрическим устройствам.
Примеры кпд
Перечислим несколько приборов, характеризующихся различным кпд:
- Лампы накаливания η = 1%;
- Бензиновый двигатель внутреннего сгорания η = 20-25%
- Тяговый электродвигатель электровоза η = 95%
Кпд лампы накаливания не превышает 1%. Полезным действием лампы является излучение энергии в виде света. Лишь 1% потребляемой лампой накаливания электрической энергии преобразуется в свет, остальная часть расходуется на нагрев. Более высоким кпд (15-20%) обладают светодиодные лампы. Значит, в световое излучение преобразуется до 20% электрической энергии, потребляемой такими лампами.
Также определенным кпд обладают трансформаторы, в которых часть энергии передается во вторичную обмотку (полезная работа), а часть энергии тратится на нагрев сердечника вихревыми токами (потери).
В механических системах полезная работа, как правило, направлена на перемещение тел, а потери энергии происходят в узлах трения. Отношение работы по перемещению тел к введенной в систему энергии равно кпд.
Если кпд подъемного механизма равен 80%, значит, из всей полученной подъемником энергии, 80% расходуется на подъем груза, а 20% теряется (например, на трение в механизме и электрические и магнитные потери в электродвигателе).
