¿Cuál es el coeficiente de rendimiento (COP)

La eficiencia (abreviada - Eficiencia) de una instalación eléctrica muestra qué proporción de energía eléctrica activa Q, consumida irrevocablemente por esta instalación, se explica por el trabajo útil A realizado por esta instalación para su propósito previsto (si estamos hablando de un convertidor o un consumidor), o qué proporción a la instalación de energía mecánica (o energía de una forma diferente, por ejemplo, química o luz) se convierte en energía útil (trabajo).

Por lo tanto, la eficiencia es una cantidad adimensional, cuyo valor siempre es menor que la unidad, y puede escribirse en forma de una fracción decimal, o en forma de un número (el número de porcentajes), del 0% al 100%.

Calentadores

Los calentadores eléctricos, en los que la energía de la corriente eléctrica se convierte directamente en calor, tienen la mayor eficiencia (cerca del 100%). En la práctica, este es el llamado calor de Joule, que se libera de acuerdo con la ley de Joule-Lenz en un elemento calefactor (por ejemplo, en una espiral de nicromo) cuando una corriente eléctrica lo atraviesa, y este es un trabajo útil en este caso.

Un ejemplo de tal dispositivo es un enfriador de aceite. Si, por ejemplo, en un motor eléctrico o en un transformador, el calentamiento de los devanados es una pérdida neta, entonces calentar en un enfriador de aceite es un trabajo útil, no hay otras pérdidas (no rentables).

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Motores de inducción

Para motores eléctricos asíncronos, la eficiencia generalmente no supera el 80-90%. El trabajo útil aquí es el trabajo mecánico realizado por el eje del motor.

Se suministra una corriente alterna al motor desde la red, esta corriente que pasa a través del devanado del estator genera un campo magnético alterno en el circuito magnético (estator) que, actuando sobre el rotor, lo hace girar. En este caso, las pérdidas de potencia activa ocurren inevitablemente en el cable de devanado (calor Joule) y en el circuito magnético (corrientes de Foucault que calientan el estator y el metal del rotor).

Por esta razón, la carcasa del motor que funciona bajo carga siempre se calienta. Para eliminar el calor, se instala un impulsor de ventilador en el rotor del motor, y las aletas del radiador se fabrican en el exterior para una mejor refrigeración, para eliminar las pérdidas de calor y mantener el rendimiento del motor a un nivel aceptable.

La eficiencia del motor se puede encontrar en la placa de identificación (placa de identificación). Lea más sobre esto aquí: Características de los motores de inducción.

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LED

En iluminación LED, el trabajo útil es producir luz visible. La eficiencia de tales LED hoy alcanza el 35%, lo que significa que el 65% de la energía eléctrica que se le suministra todavía se pierde en forma de calor. Por lo tanto, estos LED siempre tienen un sustrato metálico como parte de la carcasa, con el que están firmemente unidos al radiador, o simplemente cables masivos para proporcionar la disipación de calor necesaria.

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Batería solar

Considere el caso de generar electricidad a partir de la luz solar utilizando una célula solar a base de silicio. La eficiencia de una batería solar convencional de un solo cristal está en la región del 9 al 24%. Esto significa que dependiendo de la cantidad de fotones incidentes en la célula solar, su eficiencia será más o menos.

De una forma u otra, no todos los fotones incidentes en un elemento conducen a la generación de una corriente eléctrica, sino solo aquellos que tienen la longitud de onda más apropiada para este elemento. Otros fotones simplemente se reflejan, generan calor o incluso interfieren con la generación actual. Científicos de muchos países de todo el mundo realizan constantemente investigaciones en busca de tecnología para crear células solares más eficientes.

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Fuente actual

La eficiencia de una fuente de corriente real depende en gran medida de la resistencia de carga, o más bien, de la relación entre la resistencia de carga R y la resistencia interna de la fuente de corriente r.

Por ejemplo para acumulador alcalinoque alimenta un pequeño calentador, podemos decir que la energía química suministrada se convierte en calor. Cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia interna de la fuente de corriente, la eficiencia es del 50%, y en estas condiciones, la fuente proporciona la máxima potencia posible, la mitad de la cual, sin embargo, se disipa en la fuente misma.

Y cuanto mayor es la resistencia de carga, mayor es la eficiencia de la fuente, ya que en este caso, cae más potencia sobre la resistencia de carga y se disipa menos potencia en la fuente misma. Esto significa que la mejor eficiencia se obtiene cuando la fuente está casi "inactiva", es decir, cuando la resistencia de carga es mucho mayor que su resistencia interna.

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