Aký je koeficient výkonnosti (COP)

Účinnosť (skrátene - účinnosť) elektrickej inštalácie ukazuje, aký podiel aktívnej elektrickej energie Q, neodvolateľne spotrebovaný touto inštaláciou, sa pripisuje za užitočnú prácu A vykonanú touto inštaláciou na určený účel (ak hovoríme o prevodníku alebo spotrebiteľovi) alebo v akom pomere na inštaláciu mechanickej energie (alebo energie inej formy, napríklad chemickej alebo svetelnej) sa v nej premení na užitočnú energiu (prácu).

Efektívnosť je teda bezrozmerná veličina, ktorej hodnota je vždy menšia ako jednota a dá sa zapísať vo forme desatinnej zlomky alebo vo forme čísla (počet percent) - od 0% do 100%.

ohrievače

Elektrické ohrievače, v ktorých sa energia elektrického prúdu premieňa priamo na teplo, majú najvyššiu účinnosť (takmer 100%). V praxi je to takzvané Jouleovo teplo, ktoré sa uvoľňuje podľa Joule-Lenzovho zákona na vykurovacie teleso (napríklad na nichrómovú špirálu), keď ním prechádza elektrický prúd, a v tomto prípade je to užitočná práca.

Príkladom takého zariadenia je chladič oleja. Ak je napríklad v elektromotore alebo v transformátore zahrievanie vinutí čistá strata, potom je zahrievanie v olejovom chladiči užitočnou prácou, nedochádza k žiadnym ďalším (nerentabilným) stratám.

Pozrite si túto tému:

Moderné vykurovacie telesá

Zariadenie a princíp činnosti elektrického konvektora

Ktorý ohrievač vzduchu je lepší: PETN alebo keramický

Indukčné motory

V prípade asynchrónnych elektrických motorov účinnosť obvykle nepresahuje 80 - 90%. Užitočnou prácou je tu mechanická práca vykonávaná hriadeľom motora.

Striedavý prúd je privádzaný do motora zo siete, tento prúd prechádzajúci vinutím statora vytvára striedavé magnetické pole v magnetickom obvode (stator), ktoré ho otáča. V tomto prípade sa aktívne straty energie nevyhnutne vyskytujú vo vinutí drôtu (Joulovo teplo) a v magnetickom obvode (vírivé prúdy zahrievajúce stator a kov rotora).

Z tohto dôvodu je kryt motora bežiaceho pri zaťažení vždy zahrievaný. Na odstránenie tepla je na rotor motora nainštalované obežné koleso ventilátora a na vonkajšej strane sú rebrá chladiča vyrobené pre lepšie chladenie - na odstránenie tepelných strát a udržanie výkonu motora na prijateľnej úrovni.

Účinnosť motora nájdete na typovom štítku (výrobnom štítku). Prečítajte si o tom viac tu: Charakteristika indukčných motorov

Elektromotory s najvyššou účinnosťou: Moderné synchrónne prúdové motory

Informácie o elektrických motoroch v domácich spotrebičoch: Motory pre domácnosť a ich použitie

svetlo-emitujúca dióda

Pri LED osvetlení je užitočnou prácou produkovať viditeľné svetlo. Účinnosť takýchto diód LED dnes dosahuje 35%, čo znamená, že 65% elektrickej energie, ktorá sa do nej dodáva, sa stále stráca vo forme tepla. Preto tieto LED diódy majú vždy kovový substrát ako súčasť puzdra, s ktorým sú pevne spojené s radiátorom, alebo jednoducho masívne vodiče na zabezpečenie potrebného rozptylu tepla.

Viac informácií o LED:

Ako sú LED usporiadané a ako fungujú

Moderné LED - čo hľadať

Solárna batéria

Zvážte prípad výroby elektriny zo slnečného žiarenia pomocou solárnych článkov na báze kremíka. Účinnosť konvenčnej monokryštalickej solárnej batérie je v rozsahu od 9 do 24%. To znamená, že v závislosti od počtu fotónov dopadajúcich na solárny článok bude jeho účinnosť viac-menej menšia.

Tak či onak, nie všetky fotóny dopadajúce na prvok vedú k vytvoreniu elektrického prúdu, ale iba tie, ktoré majú pre tento prvok najvhodnejšiu vlnovú dĺžku. Iné fotóny jednoducho odrážajú, vedú k horúčave alebo dokonca rušia generovanie prúdu. Vedci z mnohých krajín na celom svete neustále hľadajú výskum v oblasti technológie s cieľom vytvoriť účinnejšie solárne články.

Viac informácií nájdete tu:

Ako sú solárne panely usporiadané a ako fungujú?

Solárne panely s najvyššou účinnosťou

Solárne panely z perovskitu

5 neobvyklých solárnych panelov budúcnosti

Aktuálny zdroj

 

Účinnosť zdroja skutočného prúdu silne závisí od odporu záťaže alebo skôr od pomeru medzi odporom R záťaže a vnútorným odporom zdroja r prúdu.

Napríklad pre alkalickú batériu, pri napájaní malého ohrievača sa dá povedať, že sa dodáva chemická energia, ktorá sa premieňa na teplo. Keď sa záťažový odpor rovná vnútornému odporu zdroja prúdu, účinnosť je 50% a za týchto podmienok zdroj dáva maximálny možný výkon, z ktorého polovica sa však rozptýli v samotnom zdroji.

A čím je väčšia odolnosť proti zaťaženiu, tým vyššia je účinnosť zdroja, pretože v tomto prípade klesá viac energie na odpor pri zaťažení a menej je rozptýlené v samotnom zdroji. To znamená, že najlepšia účinnosť sa dosiahne, keď je zdroj takmer prázdny, to znamená, keď je odpor záťaže oveľa väčší ako jeho vnútorný odpor.

Pozrite si tiež informácie o účinnosti rôznych žiaroviek: Typy svietidiel pre domáce osvetlenie - ktoré sú lepšie a aký je rozdiel