Електричните мотори имаат висок коефициент на перформанси (ефикасност), но сепак е далеку од идеалните показатели кон кои дизајнерите продолжуваат да се стремат. Работата е дека за време на работата на енергетската единица, конверзијата на еден вид енергија во друг се случува со ослободување на топлина и неизбежни загуби. Дисипацијата на топлинската енергија може да се евидентира во различни компоненти на кој било тип на мотор. Загубите на моќност кај електромоторите се последица на локални загуби во намотката, кај челичните делови и кај механичка работа. Дополнителни загуби придонесуваат, иако незначително.
Загуба на магнетна моќност
Кога ќе се случи пресврт на магнетизацијата во магнетното поле на јадрото на арматурата на електричниот мотор, магнетни загуби. Нивната вредност, која се состои од вкупните загуби на вртложни струи и оние што се јавуваат при промена на магнетизацијата, зависи од фреквенцијата на враќање на магнетизацијата, вредностите на магнетната индукција на забите на грбот и на арматурата. Значајна улога игра дебелината на користените листови од електричен челик и квалитетот на неговата изолација.
Механички и електрични загуби
Механичките загуби за време на работата на електричниот мотор, како и магнетните, се постојани. Тие се состојат од загуби поради триење на лежиштето, триење на четката и вентилација на моторот. Употребата на современи материјали, чии карактеристики на изведба се подобруваат од година во година, овозможува минимизирање на механичките загуби. Спротивно на тоа, електричните загуби не се константни и зависат од нивото на оптоварување на електричниот мотор. Најчесто тие се појавуваат поради загревање на четките и контакт со четката. Ефикасноста се намалува поради загубите во колото за намотување и возбудување на арматурата. Механичките и електричните загуби се главните придонесувачи за промените во ефикасноста на моторот.
Дополнителни загуби
Дополнителните загуби на моќност кај електричните мотори се состојат од загуби кои настануваат при изедначување на приклучоците и загуби поради нерамномерна индукција во челикот на арматурата при високи оптоварувања. Вртливите струи, како и загубите во половите парчиња, придонесуваат за вкупниот износ на дополнителни загуби. Прилично е тешко точно да се одредат сите овие вредности, така што нивниот збир обично се зема во опсег од 0,5-1%. Овие бројки се користат при пресметување вкупни загубиза одредување на ефикасноста на електричниот мотор.
Ефикасноста и нејзината зависност од оптоварувањето
Коефициентот на изведба (COP) на електричниот мотор е односот на корисната моќност на енергетската единица со потрошената моќност. Овој индикатор за мотори со моќност до 100 kW се движи од 0,75 до 0,9. за помоќни енергетски единици, ефикасноста е значително повисока: 0,9-0,97. Со одредување на вкупните загуби на моќност кај електричните мотори, ефикасноста на која било енергетска единица може да се пресмета сосема точно. Овој метод за одредување на ефикасноста се нарекува индиректен и може да се користи за машини со различни капацитети. За единиците со мала моќност, често се користи методот на директно оптоварување, кој се состои од мерење на моќноста што ја троши моторот.
Ефикасноста на електричниот мотор не е константна вредност, таа го достигнува својот максимум при оптоварување од околу 80% од моќноста. Брзо и сигурно ја достигнува својата врвна вредност, но по максимумот почнува полека да се намалува. Ова е поврзано со зголемување на електричните загуби при оптоварувања кои надминуваат 80% од номиналната моќност. Падот на ефикасноста не е голем, што укажува на високи показатели за ефикасност на електричните мотори во широк опсег на моќност.
Пример. Просечниот потисок на моторот е 882 N. За 100 km патување, троши 7 kg бензин. Определете ја ефикасноста на неговиот мотор. Најпрво најди наградувачка работа. Таа е еднаква на производот на силата F и растојанието S што го поминува телото под негово влијание Аn=F∙S. Определете ја количината на топлина што ќе се ослободи при согорување 7 kg бензин, ова ќе биде потрошената работа Az = Q = q∙m, каде што q е специфичната топлина на согорување на горивото, за бензин е еднаква на 42∙ 10^6 J/kg, а m е масата на ова гориво. Ефикасноста на моторот ќе биде еднаква на ефикасноста=(F∙S)/(q∙m)∙100%= (882∙100000)/(42∙10^6∙7)∙100%=30%.
Општо земено, да се најде ефикасноста на кој било топлински мотор (мотор со внатрешно согорување, парна машина, турбина итн.), каде што работата се изведува со гас, има ефикасност еднаква на разликата во топлината што ја испушта грејачот Q1 и ја прима фрижидерот Q2, најдете ја разликата на топлина на грејачот и фрижидерот и поделете ја со топлината на ефикасноста на грејачот = (Q1-Q2)/Q1. Овде, ефикасноста се мери во подповеќе единици од 0 до 1; за да го претворите резултатот во проценти, помножете го со 100.
За да се добие ефикасноста на идеален топлински мотор (Carnot машина), пронајдете го односот на температурната разлика помеѓу грејачот T1 и фрижидерот T2 до ефикасноста на температурата на грејачот = (T1-T2)/T1. Ова е максималната можна ефикасност за специфичен тип топлински мотор со дадени температури на грејачот и фрижидерот.
За електричен мотор, пронајдете ја потрошената работа како производ на моќноста и времето потребно за да се заврши. На пример, ако електромотор со кран со моќност од 3,2 kW подигне товар од 800 kg на висина од 3,6 m за 10 секунди, тогаш неговата ефикасност еднаков на односоткорисна работа Аp=m∙g∙h, каде m е масата на товарот, g≈10 m/s² забрзување слободен пад, h – висината до која е подигнат товарот и потрошената работа Az=P∙t, каде P е моќноста на моторот, t е времето кога работи. Добијте ја формулата за одредување на ефикасноста=Ap/Az∙100%=(m∙g∙h)/(P∙t) ∙100%=%=(800∙10∙3.6)/(3200∙10) ∙100% =90%.
Видео на темата
Извори:
- како да се одреди ефикасноста
Ефикасност (коефициент на ефикасност) е бездимензионална количина што ја карактеризира оперативната ефикасност. Работата е сила која влијае на еден процес во одреден временски период. Дејството на сила бара енергија. Енергијата се вложува во сила, силата се вложува во работата, работата се карактеризира со ефективност.
Инструкции
Пресметка на ефикасност со одредување на потрошената енергија директно за да се постигне резултатот. Може да се изрази во единици неопходни за да се постигне резултат на енергија, сила, моќ.
За да избегнете грешки, корисно е да го имате на ум следниов дијаграм. Наједноставниот ги вклучува елементите: „работник“, извор на енергија, контроли, патеки и елементи за спроведување и претворање на енергијата. Енергијата потрошена за постигнување резултат е енергијата потрошена само од „работната алатка“.
Следно, ја одредувате енергијата што всушност ја потрошил целиот систем во процесот на постигнување на резултатот. Односно, не само „работната алатка“, туку и контролите, енергетските конвертори, а исто така и трошоците треба да ја вклучат енергијата што се троши во патеките за спроведување на енергијата.
И тогаш ја пресметувате ефикасноста користејќи ја формулата:
Ефикасност = (A / B) * 100%, каде
А – енергија потребна за постигнување резултати
B е енергијата што всушност ја потрошил системот за постигнување резултати.На пример: за работа на електричниот алат се потрошени 100 kW, додека целиот електроенергетски систем на работилницата трошел 120 kW за тоа време. Ефикасноста на системот (енергетскиот систем на работилницата) во овој случај ќе биде еднаква на 100 kW / 120 kW = 0,83 * 100% = 83%.
Видео на темата
Забелешка
Концептот на ефикасност често се користи за да се процени односот на планираната потрошувачка на енергија во однос на реално потрошената енергија. На пример, односот на планираната количина на работа (или времето потребно за завршување на работата) со реалната извршена работа и потрошеното време. Тука треба да бидете исклучително внимателни. На пример, планиравме да потрошиме 200 kW за работа, но потрошивме 100 kW. Или планирале да ја завршат работата за 1 час, но потрошиле 0,5 часа; и во двата случаи ефикасноста е 200%, што е невозможно. Всушност, во такви случаи се случува она што економистите го нарекуваат „синдром Стаханов“, односно намерно потценување на планот во однос на реално неопходните трошоци.
1. Мора да ги оцените трошоците за енергија во истите единици.
2. Енергијата што ја троши целиот систем не може да биде помала од онаа директно потрошена за постигнување на резултатот, односно ефикасноста не може да биде поголема од 100%.
Извори:
- како да се пресмета енергијата
Совет 3: Како да се пресмета ефикасноста на резервоарот во играта World of Tanks
Оценката за ефикасност на резервоарот или неговата ефикасност е еден од сеопфатните показатели за вештината за играње. Се зема предвид при приемот во врвни кланови, тимови за е-спортови и компании. Формулата за пресметка е доста сложена, па играчите користат разни онлајн калкулатори.
Формула за пресметка
Една од првите формули за пресметка изгледаше вака:R=K x (350 – 20 x L) + Ddmg x (0,2 + 1,5 / L) + S x 200 + Ddef x 150 + C x 150
Самата формула е прикажана на сликата. Оваа формула ги содржи следните променливи:
- R – борбена ефикасност на играчот;
- К - просечен број на уништени тенкови (вкупниот број на фрагменти поделен со вкупниот број на битки):
- L - просечно ниворезервоар;
- S – просечен број на откриени тенкови;
- Ddmg – просечен износ на направена штета по битка;
- Ddef – просечен број на базни одбранбени поени;
- C – просечен број на базични точки за фаќање.
Значењето на примените броеви:
- помалку од 600 – лош играч; Околу 6% од сите играчи имаат таква ефикасност;
- од 600 до 900 – потпросечен играч; 25% од сите играчи имаат таква ефикасност;
- од 900 до 1200 – просечен играч; 43% од играчите имаат таква ефикасност;
- од 1200 па нагоре – силен играч; има околу 25% од такви играчи;
- над 1800 – уникатен играч; нема повеќе од 1% од нив.
Американските играчи ја користат својата формула WN6, која изгледа вака:
wn6=(1240 – 1040 / (MIN (НИВО, 6)) ^ 0,164) x FRAGS + DAMAGE x 530 / (184 x e ^ (0,24 x НИВО) + 130) + SPOT x 125 + MIN (DEF, 2,2) x 10 + ((185 / (0,17+ e^ ((WINRATE - 35) x 0,134))) - 500) x 0,45 + (6-MIN (НИСО, 6)) x 60
Во оваа формула:
MIN (TIER,6) - просечното ниво на резервоарот на играчот, ако е поголемо од 6, се користи вредноста 6
FRAGS – просечен број на уништени тенкови
TIER - просечно ниво на тенковите на играчот
ШТЕТА – просечна штета во битка
MIN (DEF,2,2) – просечен број на соборени базични точки, ако вредноста е поголема од 2,2, користете 2,2
WINRATE – вкупен процент на победа
Како што можете да видите, оваа формула не ги зема предвид основните точки на фаќање, бројот на фрагменти на возила на ниско ниво, процентот на победи и влијанието на почетната изложеност врз оценката нема многу силен ефект.
Wargeiming во ажурирањето воведе индикатор за личниот рејтинг на перформансите на играчот, кој се пресметува со покомплексна формула која ги зема предвид сите можни статистички показатели.
Како да се зголеми ефикасноста
Од формулата Kx(350-20xL) е јасно дека колку е повисоко нивото на резервоарот, толку помалку поени за ефикасност се добиваат за уништување тенкови, но толку повеќе за предизвикување штета. Затоа, кога играте возила на ниско ниво, обидете се да земете повеќе фрагменти. На високо ниво - нанесете поголема штета (штета). Бројот на добиени или соборени поени за фаќање база не влијае многу на оценката и повеќе поени за ефикасност се доделуваат за соборени точки за фаќање отколку за заробени базни точки.
Затоа, повеќето играчи ја подобруваат својата статистика играјќи на пониски нивоа, во таканаречениот песок. Прво, повеќето играчи на пониските нивоа се почетници кои немаат никакви вештини, не користат напумпана екипа со вештини и способности, не користат дополнителна опрема и не ги знаат предностите и недостатоците на одреден резервоар.
Без разлика на кое возило играте, обидете се да срушите што е можно повеќе базични точки. Битките со вод значително го зголемуваат рејтингот на ефективноста, бидејќи играчите во вод дејствуваат координирано и почесто постигнуваат победа.
Терминот „ефикасност“ е кратенка изведена од фразата „коефициент на ефикасност“. Во својата најопшта форма, тој го претставува односот на потрошените ресурси и резултатот од работата извршена користејќи ги.
Ефикасност
Концептот на коефициент на перформанси (COP) може да се примени најмногу разни видовиуреди и механизми чија работа се заснова на користење на какви било ресурси. Значи, ако ја земеме предвид енергијата што се користи за работа на системот како таков ресурс, тогаш резултатот од ова треба да се смета за количината на корисна работа извршена на оваа енергија.Генерално, формулата за ефикасност може да се запише на следниов начин: n = A*100%/Q. Во оваа формула, симболот n се користи за означување на ефикасноста, симболот A го претставува износот на извршената работа, а Q е количината на потрошена енергија. Вреди да се нагласи дека мерната единица за ефикасност е процент. Теоретски, максималната вредност на овој коефициент е 100%, но во пракса е речиси невозможно да се постигне таков индикатор, бидејќи во работата на секој механизам има одредени загуби на енергија.
Ефикасност на моторот
Моторот со внатрешно согорување (ICE), кој е една од клучните компоненти на механизмот на модерен автомобил, е исто така варијанта на систем заснован на употреба на ресурс - бензин или дизел гориво. Затоа, за него може да се пресмета вредноста на ефикасноста.
И покрај сите технички достигнувања на автомобилската индустрија, стандардната ефикасност на моторите со внатрешно согорување останува прилично ниска: во зависност од технологиите што се користат во дизајнот на моторот, може да се движи од 25% до 60%. Ова се должи на фактот дека работата на таков мотор е поврзана со значителни загуби на енергија.
Така, најголемата загуба во ефикасноста на моторот со внатрешно согорување се јавува во работата на системот за ладење, кој зазема до 40% од енергијата што ја создава моторот. Значителен дел од енергијата - до 25% - се губи во процесот на отстранување на издувните гасови, односно едноставно се носи во атмосферата. Конечно, приближно 10% од енергијата генерирана од моторот се троши за надминување на триењето помеѓу различните делови на моторот со внатрешно согорување.
Затоа, технолозите и инженерите вклучени во автомобилската индустрија прават значителни напори за зголемување на ефикасноста на моторите со намалување на загубите во сите наведени ставки. Така, главната насока на развојот на дизајнот насочена кон намалување на загубите поврзани со работата на системот за ладење е поврзана со обидите да се намали големината на површините преку кои се јавува пренос на топлина. Намалувањето на загубите во процесот на размена на гасови се врши главно со помош на систем за турбо полнење, а намалувањето на загубите поврзани со триењето се врши преку употреба на технолошки понапредни и современи материјали при дизајнирање на моторот. Според експертите, употребата на овие и други технологии може да ја подигне ефикасноста на моторите со внатрешно согорување до 80% и повисока.
Видео на темата
Извори:
- За моторот со внатрешно согорување, неговите резерви и изгледите за развој низ очите на специјалист
Работа извршена со постојана сила на прав дел
Да разгледаме материјална точка М на која се применува сила F. Нека точката се движи од положбата M 0 до положбата M 1, поминувајќи ја патеката s (сл. 1).
За да утврдиме квантитативна мерка за влијанието на силата F на патеката s, да ја разложиме оваа сила на компоненти N и R, насочени соодветно нормално на насоката на движење и по неа. Бидејќи компонентата N (нормална на поместувањето) не може да ја помести точката или да се спротивстави на нејзиното движење во насока s, дејството на силата F на патеката s може да се определи со производот Rs.
Оваа количина се нарекува работа и се означува W.
Оттука,
W = Rs = Fs cos α,
односно работата на силата е еднаква на производот на нејзиниот модул по патеката и косинусот на аголот помеѓу насоката на векторот на силата и насоката на движење на материјалната точка.
Така, работата е мерка за силата што се применува на материјална точка при некое движење.
Работата е скаларна количина.
Со оглед на работата на силата, можеме да разликуваме три посебни случаи: силата е насочена по поместувањето (α = 0˚), силата е насочена во насока спротивна на поместувањето (α = 180˚), а силата е нормална до поместувањето (α = 90˚).
Врз основа на вредноста на косинусот на аголот α, можеме да заклучиме дека во првиот случај работата ќе биде позитивна, во вториот негативна, а во третиот случај (cos 90˚ = 0) работата на силата е нула.
Така, на пример, кога телото се движи надолу, работата на гравитацијата ќе биде позитивна (векторот на сила се совпаѓа со поместувањето), кога телото се крева нагоре, работата на гравитацијата ќе биде негативна, а кога телото се движи хоризонтално во однос на површината на Земјата, работата на гравитацијата ќе биде нула.
Силите кои вршат позитивна работа се нарекуваат подвижни сили, силите и оние кои вршат негативна работа - сили на отпорот.
Единица за работа е џул (Ј):
1 J = сила×должина = њутн×метар = 1 Nm.
Џул е работата што ја врши сила од еден њутн на патека од еден метар.
Работа на сила на заоблен дел од патеката
Во бескрајно мала површина ds, криволинеарната патека може условно да се смета за праволиниска, а силата може да се смета за константна.
Тогаш елементарната работа dW на силата по патеката ds е еднаква на
dW = F ds cos (F ,v) .
Работата на конечното поместување е еднаква на збирот на елементарните работи:
W = ∫ F cos (F ,v) ds .
Слика 2а покажува график на односот помеѓу поминатото растојание и F cos (F,v). Површината на засенчената лента, која може да се земе како правоаголник со бесконечно мало поместување ds, е еднаква на елементарната работа на патеката ds:
dW = F cos (F,v) ds,
F на последната патека s графички се изразува со плоштината на сликата OABC, ограничена со оската на апсцисата, две ординати и кривата AB, која се нарекува крива на сила.
Ако работата се совпаѓа со насоката на движење и се зголемува од нула пропорционално на патеката, тогаш работата графички се изразува со плоштината на триаголникот OAB (слика 2 б), што, како што е познато, може да се одреди за половина од производот на основата и висината, т.е. половина од производот на силата и патеката:
W = Fs/2.
Теорема за работата на резултантот
Теорема: работата на резултантниот систем на сили на одреден дел од патеката е еднаква на алгебарскиот збир на работата на составните сили на истиот дел од патеката.
Нека се примени систем на сили (F 1, F 2, F 3,...F n) на материјалната точка M, чиј резултат е еднаков на F Σ (сл. 3).
Системот на сили применети на материјална точка е систем на конвергирани сили, затоа,
F Σ = F 1 + F 2 + F 3 + .... + F n.
Да ја проектираме оваа векторска еднаквост на тангентата на траекторијата по која се движи материјална точка, Потоа:
F Σ cos γ = F 1 cos α 1 + F 2 cos α 2 + F 3 cos α 3 + .... + F n cos α n.
Ајде да ги помножиме двете страни на еднаквоста со бесконечно мало поместување ds и да ја интегрираме добиената еднаквост во границите на некои конечни поместувања s:
∫ F Σ cos γ ds = ∫ F 1 cos α 1 ds + ∫ F 2 cos α 2 ds + ∫ F 3 cos α 3 ds + .... + ∫ F n cos α n ds,
што одговара на еднаквоста:
W Σ = Ш 1 + Ш 2 + Ш 3 + ... + Ш n
или скратено:
W Σ = ΣW Fi
Теоремата е докажана.
Теорема за работата на гравитацијата
Теорема: работата извршена од гравитацијата не зависи од типот на траекторијата и е еднаква на производот на модулот на сила и вертикалното поместување на точката на нејзината примена.
Нека материјалната точка М се движи под влијание на гравитацијата G и, во одреден временски период, се движи од позицијата M 1 во положбата M 2, поминувајќи ја патеката s (сл. 4). 
На траекторијата на точката М, избираме бесконечно мал пресек ds, кој може да се смета за праволиниски, а од неговите краеви цртаме прави линии паралелни на координатните оски, од кои едната е вертикална, а другата хоризонтална.
Од засенчениот триаголник го добиваме тоа
dy = ds cos α.
Елементарната работа на силата G на патеката ds е еднаква на:
dW = F ds cos α .
Вкупната работа на гравитацијата G на патеката s е еднаква на
W = ∫ Gds cos α = ∫ Gdy = G ∫ dy = Gh.
Значи, работата направена од гравитацијата е еднаква на производот на силата и вертикалното поместување на точката на нејзината примена:
W=Gh;
Теоремата е докажана.
Пример за решавање на проблемот со одредување на работата на гравитацијата
Задача: Хомогена правоаголна низа ABCD со маса m = 4080 kg ги има димензиите прикажани на сл. 5 . 
Определете ја работата потребна за превртување на низата околу работ D.
Решение.
Очигледно, потребната работа ќе биде еднаква на работата на отпорот извршена од силата на гравитацијата на низата, додека вертикалното движење на центарот на гравитација на низата при превртување преку работ D е патеката што ја одредува големината на работата на гравитацијата.
Прво, да ја одредиме гравитацијата на низата: G = mg = 4080×9,81 = 40.000 N = 40 kN.
За да го одредиме вертикалното поместување h на центарот на гравитација на правоаголна хомогена низа (се наоѓа на местото на пресекот на дијагоналите на правоаголникот), ја користиме Питагоровата теорема, врз основа на која:
KO 1 = ОД – КД = √(ОК 2 + КД 2) – КД = √(3 2 +4 2) - 4 = 1 м.
Врз основа на теоремата за работата на гравитацијата, ја одредуваме потребната работа потребна за превртување на масивот:
W = G×KO 1 = 40.000×1 = 40.000 J = 40 kJ.
Проблемот е решен.
Работа извршена со постојана сила применета на ротирачко тело
Да замислиме диск кој ротира околу фиксна оска под влијание на постојана сила F (слика 6), точката на примена на која се движи заедно со дискот. Да ја разложиме силата F на три меѓусебно нормални компоненти: F 1 – периферна сила, F 2 – аксијална сила, F 3 – радијална сила.
Кога дискот се ротира низ бесконечно мал агол dφ, силата F ќе изврши елементарна работа, која, врз основа на резултантната работна теорема, ќе биде еднаква на збирот на работата на компонентите.
Очигледно е дека работата на компонентите F 2 и F 3 ќе биде еднаква на нула, бидејќи векторите на овие сили се нормални на бесконечно малото поместување ds на точката на примена М, затоа елементарната работа на силата F е еднаква на работата на нејзината компонента F 1:
dW = F 1 ds = F 1 Rdφ.
Кога дискот се ротира низ краен агол φ F е еднаков на
W = ∫ F 1 Rdφ = F 1 R ∫ dφ = F 1 Rφ,
каде аголот φ е изразен во радијани.
Бидејќи моментите на компонентите F 2 и F 3 во однос на оската z се еднакви на нула, тогаш, врз основа на теоремата на Варињон, моментот на сила F во однос на оската z е еднаков на:
M z (F) = F 1 R.
Моментот на сила што се применува на дискот во однос на оската на ротација се нарекува вртежен момент и, според стандардот ISO, означено со буквата Т:
T = M z (F), значи, W = Tφ.
Работата што ја врши постојаната сила што се применува на ротирачкото тело е еднаква на производот на вртежниот момент и аголното поместување.
Пример за решение на проблемот
Задача: работник ја ротира рачката на крилото со сила F = 200 N, нормално на радиусот на вртење.
Најдете ја работата потрошена за време t = 25 секунди, ако должината на рачката r = 0,4 m и нејзината аголна брзина ω = π/3 rad/s.
Решение.
Пред сè, го одредуваме аголното движење φ на рачката на винчот за 25 секунди:
φ = ωt = (π/3)×25 = 26,18 rad.
W = Tφ = Frφ = 200×0,4×26,18 ≈ 2100 J ≈ 2,1 kJ.
Моќ
Работата направена од која било сила може да се изврши во различни временски периоди, односно со различни брзини. За да се карактеризира колку брзо се работи, во механиката постои концептот на моќност, кој обично се означува со буквата П.
Моќта е работата направена по единица време.
Ако работата се врши подеднакво, тогаш моќноста се одредува со формулата
P = W/t.
Ако насоката на силата и насоката на поместување се совпаѓаат, оваа формула може да се напише во друга форма:
P = W/t = Fs/t или P = Fv.
Моќта на силата е еднаква на производот на модулот на силата и брзината на точката на нејзината примена.
Ако работата се врши со сила применета на рамномерно ротирачко тело, тогаш моќноста во овој случај може да се одреди со формулата:
P = W/t = Tφ/t или P = Tω.
Моќта на силата што се применува на рамномерно ротирачко тело е еднаква на производот на вртежниот момент и аголната брзина.
Единицата за моќност е вати (Ш):
Ват = работа/време = џул во секунда.
Концепт за енергија и ефикасност
Способноста на телото да работи кога преминува од една во друга состојба се нарекува енергија. Енергијата е општа мерка различни формидвижење на материјата.
Во механиката, различни механизми и машини се користат за пренос и претворање на енергијата, чија цел е извршување на корисни функции наведени од човекот. Во овој случај, енергијата што ја пренесуваат механизмите се нарекува механичка енергија, што е фундаментално различно од топлинската, електричната, електромагнетната, нуклеарната и другите познати видови на енергија. Видовите на механичка енергија на телото ќе ги разгледаме на следната страница, но овде само ќе ги дефинираме основните концепти и дефиниции.
При пренос или конвертирање на енергија, како и при извршување на работа, се јавуваат загуби на енергија, бидејќи механизмите и машините што се користат за пренос или претворање на енергијата надминуваат различни сили на отпор (триење, отпорност на околината итн.). Поради оваа причина, дел од енергијата за време на преносот неповратно се губи и не може да се искористи за извршување на корисна работа.
Ефикасност
Делот од изгубената енергија при неговото пренесување за надминување на силите на отпорот се зема предвид со користење ефикасностмеханизам (машина) што ја пренесува оваа енергија.
Ефикасност (ефикасност)означено со буквата η и се дефинира како однос на корисна работа (или моќност) со потрошена:
η = W 2 / W 1 = P 2 / P 1.
Ако ефикасноста ги зема предвид само механичките загуби, тогаш таа се нарекува механичка Ефикасност.
Очигледно е дека Ефикасност– секогаш е правилна дропка (понекогаш изразена во проценти) и нејзината вредност не може да биде поголема од една. Колку е поблиска вредноста Ефикасностна еден (100%), толку поекономично работи машината.
Ако енергијата или моќноста се пренесуваат со голем број последователни механизми, тогаш вкупниот број Ефикасностможе да се дефинира како производ Ефикасностсите механизми:
η = η 1 η 2 η 3 ....η n,
каде: η 1, η 2, η 3, .... η n – Ефикасностсекој механизам посебно.
Како што е познато, на овој моментсè уште не се создадени механизми кои целосно би конвертирале еден вид енергија во друг. За време на работата, секој вештачки уред троши дел од енергијата на отпорност на сили или залудно ја троши. животната средина. Истото се случува и во затворено електрично коло. Кога полнежите течат низ проводниците, се спротивставува на целосното и корисно оптоварување на електрична енергија. За да ги споредите нивните соодноси, ќе треба да го пресметате коефициентот на перформанси (ефикасност).
Зошто треба да ја пресметате ефикасноста?
Ефикасноста на електричното коло е односот на корисна топлина со вкупната топлина.
За јасност, да дадеме пример. Со наоѓање на ефикасноста на моторот, можно е да се одреди дали неговата примарна работна функција ги оправдува трошоците за потрошената електрична енергија. Односно, неговата пресметка ќе даде јасна слика за тоа колку добро уредот ја претвора добиената енергија.
Забелешка!По правило, ефикасноста нема вредност, туку е процент или нумерички еквивалент од 0 до 1.
Ефикасноста се наоѓа со користење на општа формула за пресметка за сите уреди како целина. Но, за да го добиете неговиот резултат во електрично коло, прво треба да ја пронајдете силата на електричната енергија.
Наоѓање на струја во комплетно коло
Од физиката е познато дека секој генератор на струја има свој отпор, кој исто така се нарекува внатрешна моќност. Освен ова значење, изворот на електрична енергија има и своја моќ.
Ајде да дадеме вредности на секој елемент од ланецот:
- отпор – r;
- јачина на струјата – E;
Значи, за да се најде моменталната јачина, чија ознака ќе биде I, а напонот преку отпорникот - U, ќе биде потребно време - t, со премин на полнење q = lt.
Поради фактот што моќноста на електричната енергија е константна, работата на генераторот целосно се претвора во топлина ослободена во R и r. Оваа сума може да се пресмета користејќи го законот Џоул-Ленц:
Q = I2 + I2 rt = I2 (R + r) t.
Тогаш десните страни на формулата се изедначени:
EIt = I2 (R + r) t.
Откако ќе се изврши намалувањето, се добива пресметката:
Со преуредување на формулата, резултатот е:
Оваа конечна вредност ќе биде електричната сила во овој уред.
Откако направивме прелиминарна пресметка на овој начин, сега може да се одреди ефикасноста.
Пресметка на ефикасноста на електричното коло
Моќта добиена од тековниот извор се нарекува потрошена, нејзината дефиниција е напишана - P1. Ако ова физичката количинапоминува од генераторот во комплетното коло, се смета за корисно и се запишува - P2.
За да се одреди ефикасноста на колото, неопходно е да се потсетиме на законот за зачувување на енергијата. Во согласност со него, моќноста на приемникот P2 секогаш ќе биде помала од потрошувачката на енергија на P1. Ова се објаснува со фактот дека за време на работата во ресиверот секогаш постои неизбежно губење на конвертираната енергија, која се троши на загревање на жиците, нивната обвивка, вртложни струи итн.
За да се најде проценка на својствата на енергетската конверзија, потребна е ефикасност, која ќе биде еднаква на односот на моќите P2 и P1.
Значи, знаејќи ги сите вредности на индикаторите што го сочинуваат електричното коло, ја наоѓаме неговата корисна и целосна работа:
- И корисно. = qU = IUt =I2Rt;
- И вкупно = qE = IEt = I2(R+r)t.
Во согласност со овие вредности, ја наоѓаме моќта на тековниот извор:
- P2 = Корисна /t = IU = I2 R;
- P1 = Вкупно /t = IE = I2 (R + r).
Откако ги извршивме сите чекори, ја добиваме формулата за ефикасност:
n = Корисна / А вкупно = P2 / P1 =U / E = R / (R +r).
Оваа формула излегува дека R е над бесконечноста, а n е над 1, но со сето ова, струјата во колото останува во ниска положба, а нејзината корисна моќност е мала.
Секој сака да најде зголемена ефикасност. За да го направите ова, неопходно е да се најдат услови под кои P2 ќе биде максимум. Оптималните вредности ќе бидат:
- P2 = I2 R = (E / R + r) 2 R;
- dP2 / dR = (E2 (R + r)2 - 2 (r + R) E2 R) / (R + r) 4 = 0;
- E2 ((R + r) -2R) = 0.
Во овој израз, E и (R + r) не се еднакви на 0, затоа, изразот во загради е еднаков на него, односно (r = R). Потоа излегува дека моќноста има максимална вредност, а ефикасноста = 50%.
Како што можете да видите, можете сами да ја пронајдете ефикасноста на електричното коло, без прибегнување кон услугите на специјалист. Главната работа е да се одржи конзистентноста во пресметките и да не се оди подалеку од дадените формули.
Видео
Ефикасноста е карактеристика на оперативната ефикасност на уред или машина. Ефикасноста се дефинира како сооднос на корисната енергија на излезот од системот со вкупната количина на енергија испорачана на системот. Ефикасноста е бездимензионална вредност и често се одредува како процент.
Формула 1 - ефикасност
Каде - Акорисна работа
—Пвкупна потрошена работа
Секој систем кој врши каква било работа мора да прима енергија однадвор, со чија помош ќе се изврши работата. Земете, на пример, трансформатор на напон. На влезот се испорачува мрежен напон од 220 волти, а 12 волти се отстрануваат од излезот до напојување, на пример, ламба со вжарено. Значи трансформаторот ја претвора енергијата на влезот во потребната вредност на која ќе работи светилката.
Но, не целата енергија земена од мрежата ќе стигне до светилката, бидејќи има загуби во трансформаторот. На пример, губење на магнетна енергија во јадрото на трансформаторот. Или загуби во активниот отпор на намотките. Каде Електрична енергијаќе се претвори во топлина пред да стигне до потрошувачот. Оваа топлинска енергија е бескорисна во овој систем.
Бидејќи загубите на моќност не можат да се избегнат во ниеден систем, ефикасноста е секогаш под единството.
Ефикасноста може да се земе предвид за целиот систем, кој се состои од многу поединечни делови. Значи, ако ја одредите ефикасноста за секој дел посебно, тогаш вкупната ефикасност ќе биде еднаква на производот од коефициентите на ефикасност на сите негови елементи.
Како заклучок, можеме да кажеме дека ефикасноста го одредува нивото на совршенство на кој било уред во смисла на пренос или конвертирање на енергија. Исто така, покажува колку енергија доставена до системот се троши за корисна работа.
