Jaki jest współczynnik wydajności (COP)

Sprawność (w skrócie - Wydajność) instalacji elektrycznej pokazuje, jaka część czynnej energii elektrycznej Q, nieodwołalnie zużyta przez tę instalację, jest uwzględniona przez użyteczną pracę A wykonaną przez tę instalację zgodnie z jej przeznaczeniem (jeśli mówimy o konwerterze lub odbiorcy), lub jaka część do instalacji energii mechanicznej (lub energii innej postaci, na przykład chemicznej lub świetlnej) zamienia się w niej na energię użytkową (pracę).

Tak więc wydajność jest wielkością bezwymiarową, której wartość jest zawsze mniejsza niż jedność i może być zapisana w postaci ułamka dziesiętnego lub w postaci liczby (liczby procentowej) - od 0% do 100%.

Grzejniki

Grzejniki elektryczne, w których energia prądu elektrycznego jest przekształcana bezpośrednio w ciepło, mają najwyższą sprawność (blisko 100%). W praktyce jest to tak zwane ciepło Joule'a, które jest uwalniane zgodnie z prawem Joule-Lenza na elemencie grzejnym (na przykład na spirali nichromowej), gdy przepływa przez niego prąd elektryczny, i jest to przydatna praca w tym przypadku.

Przykładem takiego urządzenia jest chłodnica oleju. Jeśli, powiedzmy, w silniku elektrycznym lub w transformatorze, ogrzewanie uzwojeń jest stratą netto, wówczas ogrzewanie w chłodnicy oleju jest użyteczną pracą, nie ma innych (nierentownych) strat.

Zobacz ten temat:

Nowoczesne elementy grzewcze

Urządzenie i zasada działania konwektora elektrycznego

Która nagrzewnica powietrza jest lepsza: PETN lub ceramiczna

Silniki indukcyjne

W przypadku asynchronicznych silników elektrycznych sprawność zwykle nie przekracza 80–90%. Użyteczną pracą tutaj są prace mechaniczne wykonywane przez wał silnika.

Prąd przemienny jest dostarczany do silnika z sieci, prąd ten przepływający przez uzwojenie stojana generuje zmienne pole magnetyczne w obwodzie magnetycznym (stojanie), który działając na wirnik, obraca go. W tym przypadku straty mocy czynnej nieuchronnie występują w przewodzie uzwojenia (ciepło Joule'a) iw obwodzie magnetycznym (prądy wirowe ogrzewające metal stojana i wirnika).

Z tego powodu obudowa silnika pracującego pod obciążeniem jest zawsze podgrzewana. Aby usunąć ciepło, wirnik wentylatora jest zainstalowany na wirniku silnika, a żebra chłodnicy są wykonane na zewnątrz dla lepszego chłodzenia - w celu usunięcia strat ciepła i utrzymania wydajności silnika na dopuszczalnym poziomie.

Sprawność silnika można znaleźć na tabliczce znamionowej (tabliczka znamionowa). Przeczytaj więcej na ten temat tutaj: Charakterystyka silników indukcyjnych

Silniki elektryczne o najwyższej wydajności: Nowoczesne synchroniczne silniki strumieniowe

Informacje o silnikach elektrycznych w urządzeniach gospodarstwa domowego: Silniki domowe i ich zastosowanie

LED

W oświetleniu LED użyteczną pracą jest wytwarzanie światła widzialnego. Sprawność takich diod LED osiąga dziś 35%, co oznacza, że ​​65% dostarczanej do nich energii elektrycznej jest nadal tracone w postaci ciepła. Dlatego te diody LED zawsze mają metalowe podłoże jako część obudowy, z którą są ciasno przymocowane do grzejnika, lub po prostu masywne przewody, aby zapewnić niezbędne odprowadzanie ciepła.

Więcej informacji o diodach LED:

Jak diody LED są rozmieszczone i działają

Nowoczesne diody LED - na co zwrócić uwagę

Bateria słoneczna

Rozważ przypadek generowania energii elektrycznej ze światła słonecznego za pomocą krzemowego ogniwa słonecznego. Wydajność konwencjonalnego monokrystalicznego akumulatora słonecznego wynosi od 9 do 24%. Oznacza to, że w zależności od liczby fotonów padających na ogniwo słoneczne, jego wydajność będzie mniej więcej większa.

Tak czy inaczej, nie wszystkie fotony padające na element prowadzą do wytworzenia prądu elektrycznego, ale tylko te, które mają najbardziej odpowiednią długość fali dla tego elementu. Inne fotony po prostu odbijają, prowadzą do ciepła, a nawet zakłócają wytwarzanie prądu. Naukowcy z wielu krajów na całym świecie nieustannie prowadzą badania w poszukiwaniu technologii do tworzenia bardziej wydajnych ogniw słonecznych.

Zobacz więcej na ten temat tutaj:

Jak są ułożone i działają panele słoneczne?

Panele słoneczne o najwyższej wydajności

Panele słoneczne Perovskite

5 niezwykłych paneli słonecznych przyszłości

Aktualne źródło

Wydajność źródła prądu rzeczywistego silnie zależy od rezystancji obciążenia, a raczej od stosunku rezystancji obciążenia R do rezystancji wewnętrznej źródła prądu r.

Na przykład do baterii alkalicznejktóry zasila mały grzejnik, możemy powiedzieć, że dostarczona energia chemiczna jest przekształcana w ciepło. Gdy rezystancja obciążenia jest równa rezystancji wewnętrznej źródła prądu, sprawność wynosi 50%, aw tych warunkach źródło daje maksymalną możliwą moc, z której połowa jest jednak rozpraszana w samym źródle.

Im większa rezystancja obciążenia, tym wyższa wydajność źródła, ponieważ w tym przypadku większa moc spada na rezystancję obciążenia, a mniej mocy jest rozpraszane w samym źródle. Oznacza to, że najlepszą wydajność uzyskuje się, gdy źródło jest prawie „bezczynne”, to znaczy, gdy rezystancja obciążenia jest znacznie większa niż rezystancja wewnętrzna.

Zobacz także o wydajności różnych żarówek: Rodzaje lamp do oświetlenia domowego - które są lepsze i jaka jest różnica