Калькулятор КПД

Формула

КПД (η, греческая буква эта), это отношение полезного выхода к полному входу, выраженное в процентах:

η = (полезный выход ÷ полный вход) × 100 %

Где:

• η = КПД, процент от 0 % до 100 %.
• полезный выход = энергия или работа, выполняющая нужную вам задачу.
• полный вход = энергия или работа, подведённая к системе.

И выход, и вход должны быть в одних и тех же единицах: джоули с джоулями, ватты с ваттами, калории с калориями. Поскольку у них общая единица, отношение безразмерно, а единицы сокращаются, оставляя чистый процент. Потерянная энергия (на трение, тепло, звук или сопротивление), это просто:

потерянная энергия = полный вход − полезный выход

Разобранный пример

Двигатель автомобиля сжигает топливо, выделяющее 1000 джоулей химической энергии, но лишь 250 Дж превращаются в полезное движение колёс. КПД равен:

η = (250 Дж ÷ 1000 Дж) × 100 % = 25 %

Потерянная энергия, 1000 − 250 = 750 Дж, в основном как тепло через радиатор и выхлоп. Результат 25 % типичен для бензинового двигателя: большая часть энергии топлива никогда не доходит до дороги.

Краткий справочник

Частые ошибки

• Смешивание единиц. Выход и вход должны быть в одних единицах. Сравнение 250 Дж работы с 1000 калориями топлива без предварительного пересчёта даёт бессмысленный ответ.
• Выход больше входа. КПД никогда не может превышать 100 %, это означало бы создание энергии из ничего. Если выход кажется больше входа, вы перепутали одно из значений.
• Мощность против энергии. Можно использовать мощность (ватты) вместо энергии (джоули), пока оба значения, это мощности, измеренные за один и тот же период; отношение по-прежнему верно.
• Забыть о потерях. Потерянная энергия (вход − выход), это реальные тепло, трение или звук. Более высокий КПД означает, что меньшая часть входа тратится впустую, а не что машина производит больше.