Tanım

Güç iş yapmak için kullanılan herhangi bir cihazın ana özelliği olarak kullanılan fiziksel bir niceliktir. net güç görevi tamamlamak için kullanılabilir.

İşin ($\Delta A$) tamamlandığı zaman aralığına ($\Delta t$) oranına, bu süre için ortalama güç ($\left\langle P\right\rangle $) denir:

\[\left\langle P\sağ\rangle =\frac(\Delta A)(\Delta t)\left(1\sağ).\]

Anlık güç veya daha sıklıkla yalnızca güç, ilişkinin (1) $\Delta t\to 0$'daki sınırıdır:

Dikkate alınarak:

\[\Delta A=\overline(F)\cdot \Delta \overline(r\ )\left(3\right),\]

$\Delta \overline(r\ )$, $\overline(F)$ kuvvetinin etkisi altında cismin yer değiştirmesidir, ifade (2)'de şunu elde ederiz:

burada $\ \overline(v)-$ anlık hızdır.

Yeterlik

Gerekli (faydalı) işi, örneğin mekanik işi yaparken, gerçekte direnç kuvvetleri olduğundan ve enerjinin bir kısmı dağılmaya (saçılma) tabi olduğundan, kişinin çok miktarda iş yapması gerekir. İşin verimliliği katsayı kullanılarak belirlenir. yararlı eylem($\eta $), iken:

\[\eta =\frac(P_p)(P)\left(5\sağ),\]

nerede $P_p$ - net güç; $P$ - tüketilen güç. İfade (5)'ten, yararlı gücün şu şekilde bulunabileceği sonucu çıkar:

Geçerli kaynak net güç formülü

Elektrik devresinin $r$ dirençli bir akım kaynağı ve bir yükten (direnç $R$) oluşmasına izin verin. Kaynağın gücünü şu şekilde buluyoruz:

$?$, geçerli kaynağın EMF'sidir; $I$ - mevcut güç. Bu durumda, $P$ devrenin toplam gücüdür.

Devrenin harici bir yerinde $U$ - gerilimi belirleyelim, ardından formül (7)'yi şu şekilde sunacağız:

burada $P_p=UI=I^2R=\frac(U^2)(R)(9)$ - faydalı güç; $P_0=I^2r$ - güç kaybı. Bu durumda, kaynak verimliliği şu şekilde tanımlanır:

\[\eta =\frac(P_p)(P_p+P_0)\left(9\right).\]

Devrenin dış direnci, akım kaynağının iç direncine eşitse, elektrik akımı maksimum faydalı gücü (yükteki güç) verir. Bu durumda faydalı güç, toplam gücün %50'sine eşittir.

Kısa devre olması durumunda ($R\to 0;;U\to 0$ olduğunda) veya boşta $(R\to \infty ;;I\to 0$ olduğunda) yararlı güç sıfırdır.

Çözümlü problem örnekleri

örnek 1

Egzersiz yapmak. Elektrik motorunun verimi $\eta $ =%42'ye eşittir. $U=$110 V'lik bir voltajda, motordan $I=$10 A'lik bir akım geçerse, faydalı gücü ne olur?

Çözüm. Sorunu çözmenin temeli olarak, formülü alıyoruz:

Toplam gücü şu ifadeyi kullanarak buluruz:

(1.2) ifadesinin sağ tarafını (1.1) ile değiştirerek şunu buluruz:

Gerekli gücü hesaplayalım:

Cevap.$P_p=462$ Sal

Örnek 2

Egzersiz yapmak. Kısa devre akımı $I_k$'a eşitse, akım kaynağının maksimum faydalı gücü nedir? Bir $R$ direnç akımı kaynağına bağlandığında, devre boyunca bir $I$ akımı akar (Şekil 1).

Çözüm. Akım kaynağı olan bir devre için Ohm yasasına göre, elimizde:

$\varepsilon$ geçerli kaynağın EMF'sidir; $r$ onun iç direncidir.

Kısa devre durumunda, harici yükün direncinin sıfır ($R=0$) olduğunu varsayarsak, kısa devre akım gücü şuna eşittir:

Şekil 1'deki devredeki maksimum faydalı güç, aşağıdaki koşullar sağlandığında bir elektrik akımı verecektir:

O zaman devredeki akım:

Aşağıdaki formülü kullanarak maksimum faydalı gücü buluyoruz:

Üç bilinmeyenli üç denklemli bir sistem elde ettik:

\[\left\( \begin(dizi)(c) I"=\frac(\varepsilon)(2r), \\ I_k=\frac(\varepsilon)(r), \\ P_(p\ max)= (\left(I"\right))^2r \end(dizi) \left(2.6\sağ).\sağ.\]

Sistemin (2.6) birinci ve ikinci denklemlerini kullanarak $I"$'ı buluruz:

\[\frac(I")(I_k)=\frac(\varepsilon)(2r)\cdot \frac(r)(\varepsilon)=\frac(1)(2)\to I"=\frac(1 )(2)I_k\left(2.7\sağ).\]

(2.1) ve (2.2) denklemlerini kullanarak, akım kaynağının iç direncini ifade ederiz:

\[\varepsilon=I\left(R+r\right);;\ I_kr=\varepsilon \ila I\left(R+r\sağ)=I_kr\to r\left(I_k+I\right)=IR \to r=\frac(IR)(I_k-I)\left(2.8\right).\]

(2.7) ve (2.8)'deki sonuçları üçüncü sistem formülü (2.6) ile değiştirirsek, gerekli güç şuna eşit olacaktır:

Cevap.$P_(p\ max)=(\left(\frac(1)(2)I_k\right))^2\frac(IR)(I_k-I)$

Doğrusal ve eğrisel hareketler için güç, kullanılan ve harcanan güç, verimlilik hakkında fikir sahibi olun.

Öteleme ve dönme hareketlerinde gücü, verimliliği belirleme bağımlılıklarını bilir.

Güç

İşin performansını ve hızını karakterize etmek için güç kavramı tanıtıldı.

Güç, birim zamanda yapılan iştir:

Güç birimleri: watt, kilovat,

ileri güç(Şek. 16.1)

Verilen S/t = vcp , alırız

Nerede F- vücuda etki eden kuvvet modülü; v cf vücudun ortalama hızıdır.

Öteleme hareketindeki ortalama güç, kuvvet modülünün ortalama hareket hızı ile kuvvet ve hız yönleri arasındaki açının kosinüsünün çarpımına eşittir.

Dönen güç (Şek. 16.2)

Vücut bir yarıçap yayı boyunca hareket eder R M 1 noktasından M 2 noktasına

Zorla çalışma:

Nerede M vr- tork.

Verilen

Elde etmek

Nerede ωcp- ortalama açısal hız.

Dönme sırasındaki kuvvetin gücü, tork ve ortalama açısal hızın ürününe eşittir.

İşin yapılması sırasında makinenin kuvveti ve hareket hızı değişirse, o andaki kuvvet ve hız değerleri bilinerek gücün herhangi bir zamanda belirlenmesi mümkündür.

Yeterlik

İş yapan her makine ve mekanizma, enerjinin bir kısmını zararlı dirençlerin üstesinden gelmek için harcar. Böylece makine (mekanizma) faydalı işin yanı sıra ek işler de yapar.

Faydalı işin tam işe veya faydalı gücün tüm harcanan güce oranına performans katsayısı (COP) denir:

Yararlı iş (güç), belirli bir hızda harekete harcanır ve aşağıdaki formüllerle belirlenir:

Harcanan güç, makine bağlantılarındaki sürtünme, sızıntı ve benzeri kayıpların üstesinden gelmek için kullanılan güç miktarı kadar faydalı güçten daha fazladır.

Verimlilik ne kadar yüksek olursa, makine o kadar mükemmel olur.

Problem çözme örnekleri

örnek 1 3 kN ağırlığındaki bir yükü 2,5 saniyede 10 m yüksekliğe kaldırmak için vinç motorunun gerekli gücünü belirleyin (Şekil 16.3). Vinç mekanizmasının verimliliği 0,75'tir.

Çözüm

1. Motor gücü, yükü belirli bir hızda kaldırmak ve vinç mekanizmasının zararlı direncini yenmek için kullanılır.

Yararlı güç formülle belirlenir

P \u003d Fv çünkü α.

Bu durumda α = 0; yük ilerliyor.

2. Yük kaldırma hızı

3. Gereken kuvvet, yükün ağırlığına eşittir (üniform kaldırma).

6. Faydalı güç P \u003d 3000 4 \u003d 12.000 watt.

7. Tam güç. motor tarafından harcanan

Örnek 2 Gemi 56 km / s hızla hareket ediyor (Şek. 16.4). Motor 1200 kW'lık bir güç geliştirir. Geminin hareketine karşı su direncinin kuvvetini belirleyin. Makine verimliliği 0.4.

Çözüm

1. Belirli bir hızda hareket etmek için kullanılan faydalı gücü belirleyin:

2. Yararlı güç formülünü kullanarak, α = 0 koşulunu dikkate alarak teknenin itici gücünü belirleyebilirsiniz. Düzgün hareketle, itici kuvvet su direnci kuvvetine eşittir:

Fmot = Fref.

3. Tekne hızı v = 36 * 1000/3600 = 10 m/s

4. Su direnci kuvveti

Geminin hareketine karşı su direncinin kuvveti

Fref. = 48kN

Örnek 3 Taşlama taşı iş parçasına 1,5 kN'lik bir kuvvetle bastırılır (Şekil 16.5). Taş malzemenin parça üzerindeki sürtünme katsayısı 0,28 ise parçanın işlenmesi için harcanan güç ne kadardır; parça 100 rpm hızla dönmektedir, parçanın çapı 60 mm'dir.

Çözüm

1. Bileme taşı ile iş parçası arasındaki sürtünme nedeniyle kesme işlemi gerçekleştirilir:

Örnek 4 Sürüklemek için eğik düzlem yüksekliğe H= 10 m çerçeve ağırlığı T== 500 kg, elektrikli vinç kullanıldı (Şek. 1.64). Vincin çıkış tamburundaki tork M= 250 Nm Tambur, bir frekansla eşit olarak döner P= 30 rpm. Çerçeveyi yükseltmek için vinç çalıştı t=2 dk. Eğik düzlemin verimliliğini belirleyin.

Çözüm

Bilindiği gibi,

Nerede A ps - yararlı çalışma; A dv - itici güçlerin çalışması.

Bu örnekte, faydalı iş yerçekimi işidir.

Tahrik kuvvetlerinin işini, yani vincin çıkış mili üzerindeki torkun işini hesaplayalım:

Vinç tamburunun dönüş açısı, düzgün dönüş denklemi ile belirlenir:

Tahrik kuvvetlerinin çalışması için ifadede ikame edilmesi, torkun sayısal değerleri M ve dönüş açısı φ , şunu elde ederiz:

Eğimli düzlemin verimliliği

Kontrol soruları ve görevleri

1. Öteleme ve dönme hareketleri sırasında işi hesaplamak için formülleri yazın.

2. 1000 kg ağırlığındaki bir vagon yatay bir yolda 5 m hareket ettirilmektedir, sürtünme katsayısı 0,15'tir. Yerçekimi tarafından yapılan işi belirleyin.

3. Pabuçlu fren, motoru kapattıktan sonra tamburu durdurur (Şek. 16.6). 3 devir için frenleme işini belirleyin, eğer balataların tambura bastırma kuvveti 1 kN ise, sürtünme katsayısı 0,3'tür.

4. Kayış tahrikinin dallarının gerilimi S 1 \u003d 700 N, S 2 \u003d 300 N (Şek. 16.7). İletim torkunu belirleyin.

5. Öteleme ve dönme hareketlerinin gücünü hesaplamak için formülleri yazın.

6. 0,5 kN'luk bir yükü 1 dakikada 10 m yüksekliğe kaldırmak için gereken gücü belirleyin.

7. 12,5 kW motor gücü ve 2 kN toplam hareket direnç kuvveti ile hareket hızı 5 m/s ise, mekanizmanın genel verimini belirleyin.

8. Test sorularını cevaplayın.

Konu 1.14. Dinamikler. İş ve güç

Bir akım kaynağı ve bir dirençten oluşan dallanmamış kapalı bir devre düşünün.

Enerjinin korunumu yasasını tüm devreye uygularız:

.

Çünkü ve kapalı bir devre için 1 ve 2 noktaları çakışır, kapalı bir devrede elektrik kuvvetlerinin gücü sıfırdır. Bu, daha önce bahsedilen doğru akım elektrik alanının potansiyeli hakkındaki ifadeye eşdeğerdir.

Yani içinde Kapalı bir devrede, dış kuvvetlerin çalışması nedeniyle tüm ısı açığa çıkar:, veya , ve yine Ohm yasasına geliyoruz, şimdi kapalı devre için: .

tam güç zincirler dış kuvvetlerin gücünü çağırır, aynı zamanda toplam termal güce eşittir:

Kullanışlı harici devrede açığa çıkan termal gücü arayın (bu özel durumda yararlı veya zararlı olup olmadığına bakılmaksızın):

(3).

Bir devrede elektrik kuvvetlerinin rolü. Harici bir devrede, bir yükte R, elektrik kuvvetleri pozitif iş yapar ve yük akım kaynağı içinde hareket ettiğinde, aynı negatif işi yaparlar. Dış devrede, elektrik alanın çalışması nedeniyle ısı açığa çıkar. Dış zincirde verilen iş, Elektrik alanı geçerli kaynağın içinde kendisine “geri döner”. Sonuç olarak, devredeki tüm ısı, dış kuvvetlerin çalışmasıyla “ödenir”: mevcut kaynak, içinde depolanan kimyasal (veya başka bir) enerjiyi kademeli olarak kaybeder. Elektrik alanı, dış devreye enerji sağlayan bir "kurye" rolünü oynar.

Toplam, faydalı güç ve verimliliğin yük direncine bağımlılığı R .

Bu bağımlılıklar, tam bir devre için formüller (1 - 2) ve Ohm yasasından elde edilir:

. (4)

. (5)

Şekilde bu bağımlılıkların grafiklerini görebilirsiniz.

Arttıkça toplam güç monoton olarak azalır, çünkü devrede azalan akım. Maksimum Brüt Güçöne çıkıyor , yani de kısa devre. Mevcut kaynak, birim zaman başına maksimum işi yapar, ancak tümü kaynağın kendisini ısıtmaya gider. Maksimum görünen güç

.

Yararlı gücün bir maksimum değeri vardır (fonksiyonun (5) türevini alıp sıfıra eşitleyerek görebilirsiniz). (5) ifadesini yerine koyarsak, maksimum faydalı gücü buluruz:

.

Tüm devrede akım kaynağı tarafından geliştirilen güç denir tam güç.

Formül ile belirlenir

burada P, tüm devrede akım kaynağı tarafından geliştirilen toplam güçtür, watt;

E-e. d.s. kaynak;

Devredeki akımın I değeri, a.

Genel olarak, bir elektrik devresi dirençli bir dış kısımdan (yük) oluşur. R ve dirençli iç kısım R0(akım kaynağının direnci).

Toplam güç ifadesindeki e değerinin değiştirilmesi. d.s. devre bölümlerindeki gerilimler sayesinde,

Değer kullanıcı arayüzü devrenin dış bölümünde geliştirilen güce (yük) karşılık gelir ve denir faydalı güç P kat = UI.

Değer sen ben kaynağın içinde boşa harcanan güce karşılık gelir, denir güç kaybı P ö =U o ben

Görünen güç, faydalı güç ve güç kayıplarının toplamına eşittir. P yaklaşık \u003d P kat + P 0.

Yararlı gücün kaynak tarafından geliştirilen toplam güce oranı verimlilik, kısaltılmış verimlilik olarak adlandırılır ve η ile gösterilir.

Tanımdan şu çıkar

Her koşulda, verimlilik η ≤ 1.

Gücü devre bölümlerinin akımı ve direnci cinsinden ifade edersek,

Dolayısıyla verim, kaynağın iç direnci ile tüketicinin direnci arasındaki orana bağlıdır.

Elektrik verimini yüzde olarak ifade etmek adettendir.

Pratik elektrik mühendisliği için özel ilgi iki soru sunun:

1. En büyük faydalı gücü elde etme koşulu

2. En yüksek verimi almanın şartı

En yüksek faydalı gücü elde etme koşulu (yükteki güç)

Yük direnci akım kaynağının direncine eşitse, elektrik akımı en büyük yararlı gücü (yükteki güç) geliştirir.

Bu maksimum güç, tüm devrede akım kaynağı tarafından geliştirilen toplam gücün yarısına (%50) eşittir.

Gücün yarısı yükte, yarısı da akım kaynağının iç direncinde gelişir.

Yük direncini azaltırsak yükte oluşan güç azalır ve akım kaynağının iç direncinde oluşan güç artar.

Yük direnci sıfır ise, devredeki akım maksimum olacaktır, bu kısa devre modu (kısa devre) . Neredeyse tüm güç, akım kaynağının iç direnci üzerinde geliştirilecektir. Bu mod, tüm devre için olduğu kadar akım kaynağı için de tehlikelidir.

Yük direncini arttırırsak devredeki akım azalır, yükteki güç de azalır. Çok büyük bir yük direnci ile devrede hiç akım olmayacaktır. Bu dirence sonsuz büyük denir. Devre açıksa, direnci sonsuz büyüktür. Bu mod denir bekleme modu.

Bu nedenle, kısa devreye ve rölantiye yakın modlarda, ilk durumda düşük voltaj değeri nedeniyle ve ikinci durumda küçük akım değeri nedeniyle faydalı güç küçüktür.

En yüksek verim katsayısını elde etmenin koşulu

Verimlilik katsayısı (verimlilik) rölantide %100'e eşittir (bu durumda, faydalı güç açığa çıkmaz, ancak aynı zamanda kaynak güç de tüketilmez).

Yük akımı arttıkça, verim düz bir çizgide azalır.

Kısa devre modunda verim sıfıra eşittir (faydalı güç yoktur ve kaynak tarafından geliştirilen güç tamamen içinde tüketilir).

Yukarıdakileri özetleyerek, sonuçlar çıkarabiliriz.

Maksimum faydalı gücü elde etme koşulu (R=R 0) ile maksimum verimi elde etme koşulu (R=∞) uyuşmuyor. Ayrıca, kaynaktan maksimum faydalı güç alındığında (uyumlu yük modu), verimlilik %50'dir, yani; kaynağın geliştirdiği gücün yarısı onun içinde boşa gider.

Güçlü elektrik tesisatlarında, eşleştirilmiş yük modu kabul edilemez çünkü bu, büyük güçlerin gereksiz yere harcanmasına neden olur. Bu nedenle santraller ve trafo merkezleri için jeneratör, trafo, redresör çalışma modları yüksek verim (%90 ve üzeri) sağlayacak şekilde hesaplanır.

Zayıf akım tekniğinde durum farklıdır. Örneğin bir telefon alın. Mikrofon karşısında konuşurken cihazın devresinde yaklaşık 2 mW gücünde bir elektrik sinyali oluşur. Açıktır ki, en büyük haberleşme menzilini elde etmek için hatta mümkün olduğunca fazla güç aktarmak ve bunun için de koordineli bir yük anahtarlama modu gerçekleştirmek gerekir. Bu durumda verimlilik önemli midir? Tabii ki hayır, çünkü enerji kayıpları kesirler veya milivat birimleriyle hesaplanıyor.

Eşleşen yük modu, radyo ekipmanında kullanılır. Jeneratör ile yük arasında doğrudan bağlantı ile tutarlı bir modun sağlanamaması durumunda, dirençlerini eşleştirmek için önlemler kullanılır.

Güç teknik ekipman veya işin gerçekleştirilmesi için kendileri tarafından verilen enerji santralleri (cihazlar, üniteler) teknik özellikler. Ancak bu, hepsinin sonuca ulaşmak için amaçlanan amacı için kullanıldığı anlamına gelmez. İş yapmak için sadece faydalı güç kullanılır.

Net güç tanımı ve formülü

Yararlı güç kavramını ve bir elektrik devresi örneğini kullanan formülü dikkate almaya değer. Güç kaynağının (IP), özellikle akımın kapalı bir devrede geliştirdiği güç tam güç olacaktır.

Devre şunları içerir: EMF'ye (E) sahip bir akım kaynağı, R yüküne sahip bir harici devre ve direnci R0 olan bir IP dahili devresi. Toplam (toplam) gücün formülü şöyledir:

Burada I, devreden geçen akımın değeri (A) ve E, EMF'nin (V) değeridir.

Dikkat! Bölümlerin her birindeki voltaj düşüşü sırasıyla U ve U0'a eşit olacaktır.

Böylece formül şu şekli alacaktır:

Ptot = E*I = (U + U0) *I = U*I + U0*I.

U*I çarpım değerinin yükte kaynak tarafından verilen güce eşit olduğu ve faydalı güç Ppol'e karşılık geldiği görülebilir.

U0*I ürününe eşit değer, ısıtma ve R0 dahili direncinin aşılması için güç kaynağı içinde kaybedilen güce karşılık gelir. Bu güç kaybı P0'dır.

Formülde ikame edilen değerler, faydalı ve kaybedilen güçlerin toplamının IP'nin toplam gücünü oluşturduğunu gösterir:

Ptot=Ppol+P0.

Önemli! Herhangi bir aparatın (mekanik veya elektrikli) çalışması sırasında, kayıplara neden olan faktörlerin (ısıtma, sürtünme, karşıt kuvvetler) üstesinden gelindikten sonra gerekli işi yapmak için kalan faydalı güç olacaktır.

Güç kaynağı parametreleri

Uygulamada, cihazın kesintisiz çalışmasını sağlamak için genellikle mevcut kaynağın gücünün ne olması gerektiğini, kaç watt (W) veya kilovat (kW) gerektiğini düşünmeniz gerekir. Özü anlamak için, fizikte kullanılan aşağıdaki gibi kavramlar hakkında bir fikriniz olması gerekir:

• devrenin toplam enerjisi;
• EMF ve voltaj;
• güç kaynağının iç direnci;
• IP içindeki kayıplar;
• faydalı güç

Kaynağın ürettiği enerji türü ne olursa olsun (mekanik, elektrik, termik), gücü küçük bir farkla (%5-10) seçilmelidir.

Devrenin toplam enerjisi

Bir akım kaynağından (IT) enerji tüketecek bir devreye bir yük bağlandığında, akım iş yapacaktır. Devrede yer alan tüm tüketiciler ve devre elemanlarının (teller, elektronik bileşenler vb.) açığa çıkardığı enerjiye toplam denir. Herhangi bir enerji kaynağı şunlar olabilir: bir jeneratör, bir pil, bir termal kazan. Toplam enerjinin değeri, kaynağın kayıplar için harcadığı enerjinin toplamı ve belirli bir işin performansı için harcanan miktar olacaktır.

EMF ve voltaj

Bu iki kavram arasındaki fark nedir?

EMF- elektrik hareket gücü, bu dış kuvvetlerin (kimyasal reaksiyon, elektromanyetik indüksiyon) geçerli kaynak (IT) içinde oluşturulur. EMF, BT'deki elektrik yüklerinin hareket gücüdür.

Bilginize. E (EMF) değerini sadece boş modda (x.x.) ölçmek mümkün görünmektedir. Herhangi bir yükün bağlanması, güç kaynağı içinde voltaj kaybına neden olur.

Gerilim (U), bir gerilim kaynağının (PV) çıkışındaki ϕ1 ve ϕ2 potansiyel farkı olan fiziksel bir niceliktir.

net güç

Toplam güç kavramının tanımı sadece elektrik devreleriyle ilgili olarak kullanılmaz. Aynı zamanda, hem aktif hem de reaktif enerji tüketebilen elektrik motorları, transformatörler ve diğer cihazlar için de geçerlidir.

Güç kaynağı içindeki kayıplar

Bu tür kayıplar, iki uçlu ağın iç direncinde meydana gelir. Bir akü için bu elektrolit direncidir, bir jeneratör için bu bir sargı direncidir, uçların telleri kasadan çıkar.

Güç kaynağı iç direnci

R0'ı bir test cihazı ile almak ve basitçe ölçmek işe yaramaz, P0 kayıplarını hesaplamak için onu bilmek gerekir. Bu nedenle dolaylı yöntemler kullanılır.

R0'ı belirlemek için dolaylı bir yöntem aşağıdaki gibidir:

• soğuk modda ölçü E (B);
• yük Rn (Ohm) açıkken, Uout (V) ve akım I (A) ölçülür;
• kaynağın içindeki voltaj düşüşü aşağıdaki formülle hesaplanır:

Son aşamada ise R0=U0/I bulunur.

Yararlı güç ve verimlilik arasındaki ilişki

Verimlilik faktörü (COP), sayısal olarak yüzde olarak ifade edilen boyutsuz bir değerdir. Verimlilik η harfi ile gösterilir.

Formül şöyle görünür:

• A - faydalı iş (enerji);
• Q harcanan enerjidir.

Çeşitli motorlarda verim arttıkça aşağıdaki hattın yapılmasına izin verilir:

• elektrik motoru - %98'e kadar;
• BUZ - %40'a kadar;
• buhar türbini - %30'a kadar.

Güç ile ilgili olarak, verimlilik, yararlı gücün, kaynağın ürettiği görünür güce oranına eşittir. Her durumda, η ≤ 1.

Önemli! Verimlilik ve Ppol aynı şey değildir. Farklı iş akışlarında, birinin veya diğerinin maksimumuna ulaşırlar.

IP çıkışında maksimum enerjinin elde edilmesi

Bilginize. Vinçlerin, enjeksiyon pompalarının veya uçak motorlarının verimini artırmak için mekanizmaların sürtünme kuvvetlerini veya hava direncini azaltmak gerekir. Bu, çeşitli yağlayıcılar kullanılarak, daha yüksek sınıf yataklar takılarak (kaymanın yuvarlanma ile değiştirilmesi), kanadın geometrisinin değiştirilmesi vb.

MT'nin çıkışındaki maksimum enerji veya güç, MT'nin yük direnci Rn ve iç direnci R0 eşleştirilerek elde edilebilir. Bu, Rн = R0 olduğu anlamına gelir. Bu durumda verimlilik %50'dir. Bu, düşük akım devreleri ve radyo cihazları için oldukça kabul edilebilir.

Ancak bu seçenek elektrik tesisatları için uygun değildir. Büyük kapasitelerin boşa gitmemesi için jeneratörlerin, redresörlerin, trafoların ve elektrik motorlarının çalışma şekli verimleri %95 veya daha fazla yaklaşıyor.

Maksimum verimliliğe ulaşmak

Mevcut kaynağın verimliliği için formül:

η = Pн/Ptoplam = R/Rн+r,

• Pl - yük gücü;
• Ptotal - toplam güç;
• R, devrenin toplam direncidir;
• Rn - yük direnci;
• r, IT'nin iç direncidir.

Şekil l'de gösterilen grafikten de görülebileceği gibi. daha yüksekse, devrede azalan akımla Pn gücü sıfır olma eğilimindedir. Verimlilik ise devre açıkken maksimum değerine ulaşacak ve akım sıfır, devrede bir kısa devre ile sıfır olacaktır.

Bir piston ve bir silindirden oluşan temel bir ısı motoruna dönersek, sıkıştırma oranı genleşme oranına eşittir. Böyle bir motorun veriminde bir artış şu durumlarda mümkündür:

• başlangıçta yüksek parametreler: genleşme başlamadan önce çalışma sıvısının basıncı ve sıcaklığı;
• değerlerinin parametrelere yaklaştırılması çevre genişleme sonunda.

ηmax'a ulaşmak, yalnızca milin dönme hareketinde çalışan bileşenin basıncındaki en etkili değişiklikle mümkündür.

Bilginize. Termal verim, işe dönüştürülen çalışma akışkanına sağlanan ısı oranındaki artışla artar. Sağlanan ısı iki tür enerjiye ayrılır: sıcaklık ve basınç enerjisi şeklinde dahili.

Aslında mekanik iş, yalnızca ikinci tür enerji ile gerçekleştirilir. Bu, verimliliği artırma sürecini engelleyen bir dizi dezavantaja yol açar:

• baskının bir kısmı dış ortama gider;
• onu işe dönüştürmek için kullanılan basınç enerjisinin yüzdesini artırmadan maksimum verime ulaşmak imkansızdır;
• basınç uygulama yüzeyinin S'sini değiştirmeden ve bu yüzeyi dönme noktasından kaldırmadan ısı motorlarının verimini artırmak mümkün değildir;
• sadece gaz halindeki bir çalışma sıvısının kullanılması, ısı motorlarının η değerinde bir artışa katkıda bulunmaz.

Bir ısı motorunun yüksek verimini elde etmek için bir dizi çözüme karar vermek gerekir. Aşağıdaki cihaz modelleri buna katkıda bulunur:

• diğer fiziksel özelliklere sahip başka bir çalışma sıvısını genleşme döngüsüne sokun;
• genişlemeden önce çalışan vücudun her iki enerji türünü de tam olarak kullanmak;
• gazlı olanın genleşmesi sırasında doğrudan ek bir çalışma sıvısının üretilmesini gerçekleştirmek.

Bilgi.İçten yanmalı motorların şu şekildeki tüm iyileştirmeleri: bir turboşarj, çoklu veya dağıtılmış enjeksiyon organizasyonu ve ayrıca enjeksiyon sırasında yakıtı buhar durumuna getiren hava nemindeki artış, somut keskin sonuçlar vermedi. verimlilikte artış.

Yük verimliliği

Kaynağın gücü ne olursa olsun, elektrikli cihazların verimi asla %100 olmayacaktır.

İstisna. Buzdolapları ve klimaların çalışmasında kullanılan ısı pompasının çalışma prensibi verimliliklerini %100'e yaklaştırır. Orada, bir radyatörün ısıtılması diğerinin soğutulmasına yol açar.

Aksi takdirde, enerji yan etkilere gider. Bu maliyeti azaltmak için ilgili faktörlere dikkat etmeniz gerekir:

• aydınlatmayı düzenlerken - lambaların tasarımı, reflektörlerin düzeni ve odanın rengi (yansıtıcı veya ışık emici);
• ısıtmayı düzenlerken - ısı borularının ısı yalıtımı, geri kazanımlı egzoz cihazlarının montajı, duvarların, tavanın ve zeminin yalıtımı, yüksek kaliteli çift camlı pencerelerin montajı için;
• elektrik kablolarını düzenlerken - gelecekteki bağlı yüke göre iletkenlerin markasını ve kesitini doğru bir şekilde seçin;
• elektrik motorlarını, transformatörleri ve diğer alternatif akım tüketicilerini kurarken - cosϕ değerine göre.

Kayıpların maliyetinin düşürülmesi tartışmasız bir şekilde enerji kaynağı yük üzerinde iş yaptığında verimin artmasına neden olur.

Güç kayıplarına neden olan faktörlerin etkisinin azaltılması, iş yapmak için gereken yararlı güç yüzdesini artırır. Bu da kayıpların nedenlerini tespit edip ortadan kaldırmakla mümkündür.

Video