Qual è il coefficiente di prestazione (COP)

L'efficienza (abbreviata - Efficienza) di un impianto elettrico mostra quale percentuale di energia elettrica attiva Q, consumata irrevocabilmente da questo impianto, è spiegata dal lavoro utile A svolto da questo impianto per lo scopo previsto (se parliamo di un convertitore o di un consumatore), o quale proporzione all'installazione di energia meccanica (o energia di una forma diversa, ad esempio chimica o leggera) viene convertita in energia utile (lavoro) in essa.

Pertanto, l'efficienza è una quantità senza dimensioni, il cui valore è sempre inferiore all'unità e può essere scritta sotto forma di una frazione decimale o sotto forma di un numero (il numero di percentuali) - dallo 0% al 100%.

apparecchi di riscaldamento

I riscaldatori elettrici, in cui l'energia della corrente elettrica viene convertita direttamente in calore, hanno la massima efficienza (vicino al 100%). In pratica, questo è il cosiddetto calore Joule, che viene rilasciato secondo la legge Joule-Lenz su un elemento riscaldante (ad esempio, su una spirale di nicromo) quando una corrente elettrica lo attraversa, e in questo caso è utile in questo caso.

Un esempio di tale dispositivo è un radiatore dell'olio. Se, per esempio, in un motore elettrico o in un trasformatore, il riscaldamento degli avvolgimenti è una perdita netta, quindi il riscaldamento in un radiatore dell'olio è un lavoro utile, non ci sono altre perdite (non redditizie).

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Motori a induzione

Per i motori elettrici asincroni, l'efficienza generalmente non supera l'80-90%. Il lavoro utile qui è il lavoro meccanico svolto dall'albero motore.

Una corrente alternata viene fornita al motore dalla rete, questa corrente che passa attraverso l'avvolgimento dello statore genera un campo magnetico alternato nel circuito magnetico (statore) che, agendo sul rotore, lo ruota. In questo caso, inevitabilmente si verificano perdite di potenza attiva nel cavo degli avvolgimenti (calore Joule) e nel circuito magnetico (correnti parassite che riscaldano lo statore e il metallo del rotore).

Per questo motivo, l'involucro del motore che gira sotto carico viene sempre riscaldato. Per rimuovere il calore, una girante della ventola è installata sul rotore del motore e le alette del radiatore sono realizzate all'esterno per un migliore raffreddamento - per rimuovere le perdite di calore e mantenere le prestazioni del motore a un livello accettabile.

L'efficienza del motore è riportata sulla targhetta (targhetta). Leggi di più qui: Caratteristiche dei motori a induzione

Motori elettrici con la massima efficienza: Moderni motori a getto sincrono

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diodi emettitori di luce

Nell'illuminazione a LED, il lavoro utile è produrre luce visibile. L'efficienza di tali LED oggi raggiunge il 35%, il che significa che il 65% dell'energia elettrica fornita ad esso viene ancora persa sotto forma di calore. Pertanto, questi LED hanno sempre un substrato metallico come parte dell'alloggiamento, con il quale sono strettamente collegati al radiatore, o semplicemente cavi massicci per fornire la necessaria dissipazione del calore.

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Batteria solare

Prendi in considerazione il caso di generare elettricità dalla luce solare usando una cella solare a base di silicio. L'efficienza di una batteria solare convenzionale a cristallo singolo è nella regione dal 9 al 24%. Ciò significa che a seconda del numero di fotoni incidenti sulla cella solare, la sua efficienza sarà più o meno.

In un modo o nell'altro, non tutti i fotoni incidenti su un elemento portano alla generazione di una corrente elettrica, ma solo quelli che hanno la lunghezza d'onda più appropriata per questo elemento. Altri fotoni semplicemente riflettono, portano al calore o addirittura interferiscono con la generazione attuale. Scienziati da molti paesi del mondo conducono costantemente ricerche nella ricerca di tecnologia per creare celle solari più efficienti.

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Fonte attuale

L'efficienza di una sorgente di corrente reale dipende fortemente dalla resistenza di carico, o meglio, dal rapporto tra la resistenza di carico R e la resistenza interna della sorgente di corrente r.

Per esempio per batteria alcalinache alimenta un piccolo riscaldatore, possiamo dire che l'energia chimica fornita viene convertita in calore. Quando la resistenza di carico è uguale alla resistenza interna della sorgente corrente, l'efficienza è del 50% e, in queste condizioni, la sorgente fornisce la massima potenza possibile, metà delle quali, tuttavia, viene dissipata nella sorgente stessa.

E maggiore è la resistenza di carico, maggiore è l'efficienza della sorgente, poiché in questo caso più potenza cade sulla resistenza di carico e meno energia viene dissipata nella sorgente stessa. Ciò significa che la migliore efficienza si ottiene quando la sorgente è quasi vuota, ovvero quando la resistenza di carico è molto maggiore della sua resistenza interna.

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