Alles, was Input nimmt und Output produziert, sei es ein elektrischer Generator oder ein einfaches Riemenscheibensystem, kann daran gemessen werden, wie gut es die darin steckte Arbeit nutzt. Die Formel für die Arbeitseffizienz hilft Ihnen, dies zu quantifizieren und die Effizienz jeder Maschine zu beurteilen.
Formel zur Arbeitseffizienz
Die Formel zum Berechnen Arbeitseffizienz ist das Verhältnis von Ausgabe zu Eingang in Prozent ausgedrückt. Bei einer Maschine können Sie die in die Maschine gesteckte Arbeit je nach Arbeitsweise der Maschine bestimmen. Im Allgemeinen können Sie die Arbeit berechnen, indem Sie die Kraft mal den Weg für die Bewegung multiplizieren.
Stellen Sie sicher, dass Sie die Eingabe und Ausgabe der Maschine oder des Objekts, die die Arbeit ausführen, angemessen berechnen und andere Faktoren wie den Menschen, der die Maschine bedient, berücksichtigen.
Die Arbeitseffizienzformel lautet Wirkungsgrad = Output / Input, und Sie können das Ergebnis mit 100 multiplizieren, um die Arbeitseffizienz in Prozent zu erhalten. Dies wird über verschiedene Methoden zur Messung von Energie und Arbeit hinweg verwendet, sei es bei der Energieproduktion oder der Maschineneffizienz.
Beispiel für eine Berechnung der Arbeitseffizienz
Ein Rollenseil, das ein 10 Pfund Gewicht 1 Fuß vom Boden zieht, weil ein Mensch 6 Pfund Kraft aufwendet, um das Rollenseil 2 Fuß zu ziehen, hat diese spezifischen Eingangs- und Ausgangskräfte. Die menschliche Kraft, die Eingangskraft, verrichtet 6 Pfund mal 2 Fuß Arbeit oder 12 Fuß-Pfund Arbeit. Die Bewegung der Maschine, die Ausgangskraft, beträgt dann 10 Pfund mal 1 Fuß Arbeit oder 10 Fuß-Pfund Arbeit.
Die Arbeitseffizienz ist dann das Verhältnis von Output zu Input in Prozentform. Dies wäre 10/12 oder 0,83. Multiplizieren Sie dies mit 100, um in einen Prozentsatz umzuwandeln, der eine Arbeitseffizienz von 83 Prozent ergibt.
Arbeitseffizienz Definition Physik
Das Verhältnis von Arbeitsleistung zu Input wird in vielen Bereichen der Physik und Ingenieurwissenschaften als Maß für die Effizienz verwendet. Forscher finden es nützlich, den Prozentsatz von Produkten und Verbrauchsmaterialien für einen Prozess zu beschreiben, um zu bestimmen, wie Energie, Strom oder andere begrenzte Mengen eingespart werden können.
Die Bestimmung des Verhältnisses von Output zu Input gibt Ihnen eine Vorstellung davon, wie effizient das System, der Prozess, die Methode, die Pipeline oder was auch immer verwendet wird.
Bei der Analyse der Thermodynamik von Wärmekraftmaschinen wird beispielsweise die Nutzarbeitsleistung, die eine Wärmekraftmaschine wie z Die Carnot-Wärmekraftmaschine kann die Arbeit messen, die der Motor mit der Hochtemperaturwärme, die der Motor als Leistung verwendet, als Leistung leisten kann Eingang.
Arbeitseffizienzformel in der Praxis
Physiker und Ingenieure nutzen die Arbeitseffizienz, um zu bestimmen, wie produktiv und energiesparend Prozesse für elektrische Schaltungen sind (elektrische Wirkungsgrad), thermische Wärmekraftmaschinen (thermischer Wirkungsgrad), radioaktiver Prozess (Strahlungswirkungsgrad), andere Prozesse einschließlich Quantenmechanik (Quanten Effizienz).
Das einfache Verhältnis von Output zu Input bedeutet, dass Wissenschaftler und Ingenieure ihre vereinfachten, universellen mathematischen Formeln für jede Art von Effizienz oder Zweck verwenden können, die sie benötigen. Sie können beispielsweise das Verhältnis der Leistung, die eine Antenne abstrahlt, zu der Leistung, die sie an ihren Anschlüssen absorbiert, bei der Erkennung von Funkfrequenzen als Maß für die Effizienz verwenden.
Die Effizienz wird häufiger in Prozent ausgedrückt, da sie die beiden Faktoren Input und Output direkt vergleicht. Es gibt jedoch Fälle, in denen die Effizienz ohne einen Prozentsatz gemessen werden kann, wie z spezifischer Impuls, der Impuls geteilt durch die Masse einer Rakete unter Berücksichtigung der Verwendung von Treib- oder Treibstoff sowie des Luftwiderstands und anderer Kräfte. Spezifische Impulse geben Physikern und Ingenieuren, bei der Konstruktion eines Triebwerks Schub, Wirkungsgrad und Maße des Treibmittelverbrauchs zu bestimmen.