btvn.vn

Công suất và hiệu suất

Lưu trên thiết bị này
Công, năng lượng và công suất · Chọn bài khác

Năng lượng cung cấp cho máy có được biến đổi hoàn toàn thành năng lượng có ích?

Khi một máy hoạt động, không phải toàn bộ năng lượng nhận vào đều trở thành năng lượng có ích. Một phần thường chuyển thành nội năng, âm thanh hoặc các dạng năng lượng không phục vụ mục đích sử dụng.

Hiệu suất của thiết bị

Hiệu suất cho biết phần năng lượng đầu vào được chuyển thành năng lượng có ích. Nếu thiết bị nhận năng lượng $E_{vào}$ và tạo ra năng lượng có ích $E_{ích}$ thì: $$\eta=\frac{E_{ích}}{E_{vào}}\times100\%.$$ Trong cùng một khoảng thời gian, cũng có thể tính bằng công suất: $$\eta=\frac{P_{ích}}{P_{vào}}\times100\%.$$ Hiệu suất không lớn hơn $100\%$. Thiết bị có công suất lớn chưa chắc có hiệu suất cao: công suất cho biết tốc độ truyền năng lượng, còn hiệu suất cho biết tỉ lệ năng lượng có ích.

Gọi đúng năng lượng có ích

Năng lượng có ích được xác định theo mục đích sử dụng của thiết bị. Với máy nâng, phần có ích là độ tăng thế năng của vật; với động cơ, đó là cơ năng cung cấp cho bộ phận chuyển động; với đèn, đó là năng lượng ánh sáng cần dùng. Phần còn lại là năng lượng hao phí, thường chuyển thành nội năng hoặc âm thanh. Trong một quá trình: $E_{vào}=E_{ích}+E_{hao}$. Khi tính toán, đổi hiệu suất về số thập phân: $80\%=0{,}80$. Vì $E_{ích}=\eta E_{vào}$ nên nếu biết năng lượng có ích cần tạo ra thì $E_{vào}=E_{ích}/\eta$.

Ví dụ: tách năng lượng vào và năng lượng có ích

Máy nâng đều vật 20 kg lên 3 m trong 6 s; g = 10 m/s². Công có ích 600 J, công suất có ích 100 W. Nếu máy nhận 125 W thì hiệu suất 100/125 = 0,8 = 80%. Năng lượng vào trong 6 s là 750 J, hao phí 150 J.

Áp dụng

Máy nhận 2.000 J, thực hiện công có ích 1.500 J. Hiệu suất là
Chọn một đáp án

Áp dụng

Một lực kéo $200$ N cùng chiều vận tốc $3$ m/s của xe. Kết luận nào đúng?
Chọn một đáp án

Ví dụ: tính năng lượng cần cấp

Máy cần cung cấp 1 200 J cơ năng có ích, hiệu suất 75%. Năng lượng phải nhận là 1 200/0,75 = 1 600 J; phần hao phí 400 J. Nếu hai khâu nối tiếp có hiệu suất 80% và 75%, năng lượng có ích cuối bằng 0,75 × 0,80 = 0,60 lần năng lượng vào đầu tiên, khi đầu ra có ích khâu trước là đầu vào khâu sau và không có nguồn cấp khác. Không cộng 80% + 75%.

Những điều cần nhớ

Hiệu suất là tỉ số giữa năng lượng có ích và năng lượng đầu vào. Cần xác định đúng mục đích sử dụng trước khi chọn phần năng lượng có ích.

Đang học