Что такое калькулятор КПД?
Калькулятор КПД показывает, какая часть энергии, поданной в машину, устройство или процесс, превращается в полезную работу. КПД (его обозначают греческой буквой \(\eta\), «эта») — это отношение полезной энергии на выходе к затраченной энергии, выраженное в процентах. Идеально эффективных систем не бывает: часть энергии всегда теряется в виде тепла, трения, звука или других форм, поэтому КПД всегда меньше 100%.
Как пользоваться калькулятором
Введите полезную энергию на выходе (ту, что выполняет нужную вам работу) и затраченную энергию (полное количество поданной энергии). Калькулятор разделит выход на вход, умножит на 100 и покажет КПД в процентах, а также величину потерь. Можно использовать любую единицу измерения — джоули, кВт·ч, БТЕ или даже ватты мощности, — главное, чтобы оба значения были в одной и той же единице.
Разбор формулы
Основное уравнение выглядит так: $$\eta\,(\%) = \frac{\text{выход}}{\text{вход}} \times 100$$ Если двигатель потребляет 1000 Дж, а отдаёт 800 Дж механической работы, его КПД составляет $$800 \div 1000 \times 100 = 80\%$$ Оставшиеся 200 Дж — это потери, чаще всего в виде тепла. Потери равны просто разнице между входом и выходом.
Пример расчёта
Электростанция получает 5000 МДж химической энергии топлива и вырабатывает 2000 МДж электроэнергии. $$\eta = 2000 \div 5000 \times 100 = \mathbf{40\%}$$ при этом 3000 МДж теряются в виде сбросного тепла — типичное значение для тепловой электростанции.
Частые вопросы
Может ли КПД быть больше 100%? Нет. Это означало бы, что устройство выдаёт больше энергии, чем потребляет, а это нарушает закон сохранения энергии. Если у вас получилось больше 100%, перепроверьте значения входа и выхода.
Важна ли единица измерения? Важно лишь то, чтобы оба значения были в одной и той же единице. Поскольку КПД — это отношение, единицы сокращаются, и остаётся чистый процент.
Можно ли подставить мощность вместо энергии? Да. КПД, рассчитанный как мощность на выходе ÷ мощность на входе, даёт тот же процент, что и расчёт по энергии, ведь мощность — это энергия за единицу времени.
