Kaikki, mikä vie tuloa ja tuottaa lähtöä, riippumatta siitä, onko se sähkögeneraattori tai yksinkertainen hihnapyöräjärjestelmä, voidaan mitata kuinka hyvin se käyttää siihen tehtyä työtä. Työtehokkuuden kaava auttaa sinua määrittämään tämän ja arvioimaan minkä tahansa koneen tehokkuuden.
Työn tehokkuuskaava
Laskettava kaava työn tehokkuus on suhde ulostulo että tulo ilmaistuna prosentteina. Konetta varten voit määrittää koneeseen tehdyn työn sen mukaan, miten kone toimii. Voit yleensä laskea työn kertomalla liikkeen voiman ja etäisyyden.
Varmista, että laskit asianmukaisesti työn suorittavan koneen tai esineen tulon ja tuotoksen, sekä huomioi muut tekijät, kuten koneen käyttö.
Työn tehokkuuskaava on hyötysuhde = tuotos / panos, ja voit kertoa tuloksen 100: lla saadaksesi työn tehokkuuden prosentteina. Tätä käytetään erilaisissa energian ja työn mittausmenetelmissä, olipa kyseessä sitten energiantuotanto tai koneiden hyötysuhde.
Esimerkki työn tehokkuuden laskemisesta
Hihnapyörällä, joka vetää 10 kilon painon 1 jalan pois maasta, koska ihminen käyttää 6 kiloa voimaa vetääksesi hihnapyörän 2 jalkaa, on nämä erityiset syöttö- ja lähtövoimat. Ihmisen voima, syöttövoima, suorittaa 6 kiloa kertaa 2 jalkaa työtä tai 12 jalkaa kiloa työtä. Koneen liike, lähtövoima, on sitten 10 kiloa kertaa yksi jalka työtä tai 10 jalkaa paunaa työtä.
Työn tehokkuus on sitten tuotoksen ja panoksen suhde prosenttimuodossa. Tämä olisi 10/12 tai 0,83. Kerro tämä 100: lla muuntamaan prosenttiosuus, mikä antaisi 83 prosentin työn tehokkuuden.
Työn tehokkuuden määrittely fysiikka
Työn tuotoksen ja panoksen suhdetta käytetään tehokkuuden mittarina monilla fysiikan ja tekniikan aloilla. Tutkijoiden mielestä on hyödyllistä kuvata prosessin tuotteiden ja kulutusosien prosenttiosuus, jotta voidaan selvittää, miten säästetään energiaa, tehoa tai muita rajoitettuja määriä.
Lähdön ja panoksen suhteen määrittäminen antaa sinulle käsityksen siitä, kuinka tehokas järjestelmä, prosessi, menetelmä, putki tai mikä tahansa on.
Lämpömoottoreiden termodynamiikkaa analysoitaessa esimerkiksi hyötykäyttö, jonka lämpömoottori, kuten a Carnot-lämpömoottori voi mitata työtä, jonka moottori voi suorittaa ulostulona moottorin käyttämän korkean lämpötilan lämmöllä tulo.
Työtehokkuuden kaava käytännössä
Fyysikot ja insinöörit käyttävät työn tehokkuutta määrittäessään kuinka tuottavia ja energiansäästäviä prosesseja sähköpiireille (sähköisille lämpömoottorit (lämpöteho), radioaktiivinen prosessi (säteilyn hyötysuhde), muut prosessit, kvanttimekaniikka mukaan lukien (kvanttimekaniikka) tehokkuus).
Yksinkertainen tuotoksen ja panoksen suhde tarkoittaa, että tutkijat ja insinöörit voivat käyttää yksinkertaistettuja, universalisoituja matemaattisia kaavojaan mihin tahansa tehokkuuteen tai tarpeeseen. Voit esimerkiksi käyttää antennin säteilemän tehon ja sen päätelaitteissa absorboiman tehon suhdetta radiotaajuuksien havaitsemiseen tehokkuuden mittana.
Tehokkuus ilmaistaan yleisemmin prosentteina, koska se vertaa suoraan kahta tekijää, panosta ja tuotosta. On kuitenkin tapauksia, joissa hyötysuhde voidaan mitata ilman prosenttiosuutta, kuten erityinen impulssi, momentti jaettuna raketin massalla ottamalla huomioon, kuinka se käyttää ponneainetta tai polttoainetta, sekä ilmavastus ja muut voimat. Erityinen impulssi antaa fyysikoille ja insinööreille mahdollisuuden määrittää työntövoima, tehokkuus ja ponneaineen käytön mittarit moottoria suunniteltaessa.
