Как вычислить КПД
- Коэффициент полезного действия (КПД): определение и вычисление
- Вычисление КПД
- Вычисление полезной работы системы
- Примеры вычисления КПД
- Вычисление общего КПД для сложных систем
- Важное замечание
Коэффициент полезного действия (КПД): определение и вычисление
Коэффициент полезного действия (КПД) является показателем эффективности системы и позволяет определить, насколько эффективно данная система использует получаемую энергию. В школьной программе КПД измеряется в процентах.
Вычисление КПД
В основном, КПД вычисляется путем определения отношения полезно используемой энергии ко всей полученной энергии за определенный промежуток времени. Формула для вычисления КПД выглядит следующим образом: η = (A/Q)*100%, где η - КПД, A - полезная работа системы, Q - суммарные затраты энергии.
Вычисление полезной работы системы
Полезная работа системы (A) может быть вычислена по формуле: A = Po - Pi, где Po - подведенная к системе энергия, Pi - потери энергии при работе системы. Исходя из этой формулы, можно переписать формулу для вычисления КПД в следующем виде: η = ((Po-Pi)/Po)*100%.
Примеры вычисления КПД
Чтобы разобраться в вычислении КПД более наглядно, рассмотрим два примера.
Пример 1: Полезная работа системы составляет 75 Дж, а затраты энергии равны 100 Дж. Для вычисления КПД применим первую формулу: η = 75/100 = 0.75 или 75%. Ответ: КПД данной системы равен 75%.
Пример 2: Подводимая энергия для работы двигателя составляет 100 Дж, а потери энергии при работе - 25 Дж. Для вычисления КПД воспользуемся второй формулой: η = (100-25)/100 = 0.75 или 75%. В обоих примерах получены одинаковые ответы, однако во втором случае были учтены более подробные данные числителя.
Вычисление общего КПД для сложных систем
Некоторые типы современных двигателей имеют несколько ступеней работы, и для каждой ступени существует свой КПД. Чтобы найти общий коэффициент, необходимо перемножить все известные КПД каждой ступени работы. Формула для вычисления общего КПД выглядит следующим образом: η = η1 * η2 * η3 * ... * η.
Важное замечание
КПД не может быть больше единицы, так как в процессе работы любой системы неизбежно возникают потери энергии.
