Qual é o coeficiente de desempenho (COP)

A eficiência (abreviada - Eficiência) de uma instalação elétrica mostra qual proporção de energia elétrica ativa Q, irrevogavelmente consumida por esta instalação, é explicada pelo trabalho útil A realizado por esta instalação para a finalidade a que se destina (se estamos falando de um conversor ou consumidor), ou qual proporção à instalação de energia mecânica (ou energia de uma forma diferente, por exemplo, química ou luz) é convertida nela em energia útil (trabalho).

Assim, a eficiência é uma quantidade adimensional, cujo valor é sempre menor que a unidade, e pode ser escrita na forma de uma fração decimal ou na forma de um número (número em porcentagem) - de 0% a 100%.

Aquecedores

Aquecedores elétricos, nos quais a energia da corrente elétrica é convertida diretamente em calor, têm a maior eficiência (perto de 100%). Na prática, esse é o chamado calor de Joule, que é liberado de acordo com a lei de Joule-Lenz em um elemento de aquecimento (por exemplo, em uma espiral de nicrômio) quando uma corrente elétrica passa por ele, e este é um trabalho útil neste caso.

Um exemplo desse dispositivo é um radiador de óleo. Se, por exemplo, em um motor elétrico ou em um transformador, o aquecimento dos enrolamentos é uma perda líquida, o aquecimento em um radiador de óleo é um trabalho útil, não há outras perdas (não lucrativas).

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Motores de indução

Para motores elétricos assíncronos, a eficiência geralmente não excede 80-90%. O trabalho útil aqui é o trabalho mecânico realizado pelo eixo do motor.

Uma corrente alternada é fornecida ao motor pela rede, essa corrente que passa pelo enrolamento do estator gera um campo magnético alternado no circuito magnético (estator) que, atuando no rotor, o gira. Nesse caso, inevitavelmente ocorrem perdas de potência ativa no fio do enrolamento (calor de Joule) e no circuito magnético (correntes de Foucault que aquecem o metal do estator e do rotor).

Por esse motivo, a carcaça do motor funcionando sob carga é sempre aquecida. Para remover o calor, um rotor de ventilador é instalado no rotor do motor e as aletas do radiador são feitas do lado de fora para melhor resfriamento - para remover a perda de calor e manter o desempenho do motor em um nível aceitável.

A eficiência do motor pode ser encontrada na placa de identificação (placa de identificação). Leia mais sobre isso aqui: Características dos motores de indução

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LED

Na iluminação LED, o trabalho útil é produzir luz visível. Hoje, a eficiência desses LEDs chega a 35%, o que significa que 65% da energia elétrica fornecida a ele ainda é perdida na forma de calor. Portanto, esses LEDs sempre têm um substrato metálico como parte do alojamento, com o qual estão firmemente presos ao radiador, ou simplesmente cabos maciços para fornecer a necessária dissipação de calor.

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Bateria solar

Considere o caso de gerar eletricidade a partir da luz solar usando uma célula solar à base de silício. A eficiência de uma bateria solar monocristal convencional é de 9 a 24% na região. Isso significa que, dependendo do número de fótons incidentes na célula solar, sua eficiência será maior ou menor.

De uma maneira ou de outra, nem todos os fótons incidentes em um elemento levam à geração de uma corrente elétrica, mas apenas aqueles que possuem o comprimento de onda mais apropriado para esse elemento. Outros fótons simplesmente refletem, levam ao calor ou até interferem na geração atual. Cientistas de vários países do mundo estão constantemente realizando pesquisas na busca de tecnologia para criar células solares mais eficientes.

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Fonte atual

A eficiência de uma fonte de corrente real depende fortemente da resistência da carga, ou melhor, da razão entre a resistência da carga R e a resistência interna da fonte de corrente r.

Por exemplo para bateria alcalinaque alimenta um pequeno aquecedor, podemos dizer que a energia química fornecida é convertida em calor. Quando a resistência da carga é igual à resistência interna da fonte de corrente, a eficiência é de 50% e, nessas condições, a fonte fornece a potência máxima possível, metade da qual, no entanto, é dissipada na própria fonte.

E quanto maior a resistência da carga, maior a eficiência da fonte, pois, neste caso, mais energia cai sobre a resistência da carga e menos energia é dissipada na própria fonte. Isso significa que a melhor eficiência é obtida quando a fonte está quase "inativa", ou seja, quando a resistência da carga é muito maior que a resistência interna.

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