Hoe de werkefficiëntie te berekenen

Alles wat input nodig heeft en output produceert, of het nu een elektrische generator of een eenvoudig katrolsysteem is, kan worden gemeten voor hoe goed het het werk gebruikt dat erin is gestopt. De formule voor werkefficiëntie helpt u dit te kwantificeren en de efficiëntie van elke machine te beoordelen.

De formule om te berekenen efficiënt werken is de verhouding van uitvoer naar invoer uitgedrukt als een percentage. Voor een machine kunt u het werk bepalen dat in de machine wordt gestopt, afhankelijk van hoe de machine werkt. U kunt arbeid over het algemeen berekenen door de kracht maal de afstand voor de beweging te vermenigvuldigen.

Zorg ervoor dat u de invoer en uitvoer van de machine of het object dat het werk uitvoert op de juiste manier berekent, en houd ook rekening met andere factoren, zoals de mens die de machine bedient.

De formule voor werkefficiëntie is: efficiëntie = output / input, en u kunt het resultaat met 100 vermenigvuldigen om de werkefficiëntie als een percentage te krijgen. Dit wordt gebruikt voor verschillende methoden voor het meten van energie en werk, of het nu gaat om energieproductie of machine-efficiëntie.

Een katrolkabel die een gewicht van 10 pond 1 voet van de grond trekt doordat een mens 6 pond kracht uitoefent om de katrolkabel 2 voet te trekken, heeft deze specifieke invoer- en uitvoerkrachten. De menselijke kracht, de invoerkracht, verricht 6 pond maal 2 voet werk, of 12 voet pond werk. De beweging van de machine, de uitgangskracht, is dan 10 pond maal 1 voet werk, of 10 voet pond werk.

De werkefficiëntie is dan de verhouding tussen output en input in procenten. Dit zou 10/12 zijn, of 0,83. Vermenigvuldig dit met 100 om het om te zetten in een percentage, wat een werkefficiëntie van 83 procent zou opleveren.

De verhouding tussen werkoutput en input wordt gebruikt als een maatstaf voor efficiëntie op veel gebieden van natuurkunde en techniek. Onderzoekers vinden het nuttig om het percentage producten en verbruiksartikelen voor een proces te beschrijven om te bepalen hoe energie, stroom of andere beperkte hoeveelheden kunnen worden bespaard.

Door de verhouding tussen output en input te bepalen, krijgt u een idee van hoe efficiënt het systeem, proces, methode, pijplijn of wat dan ook is dat wordt gebruikt.

Bij het analyseren van de thermodynamica van warmtemotoren, bijvoorbeeld, de nuttige werkoutput die een warmtemotor zoals een Carnot-warmtemotor kan het werk dat de motor kan uitvoeren als output meten met de hitte op hoge temperatuur die de motor gebruikt als: invoer.

Natuurkundigen en ingenieurs gebruiken werkefficiëntie om te bepalen hoe productieve en energiebesparende processen zijn voor elektrische circuits (elektrische rendement), thermische warmtemotoren (thermisch rendement), radioactief proces (stralingsrendement), andere processen, waaronder kwantummechanica (kwantum efficiëntie).

De eenvoudige verhouding tussen output en input betekent dat wetenschappers en ingenieurs hun vereenvoudigde, universele wiskundige formules kunnen gebruiken voor elk type efficiëntie of doel dat ze nodig hebben. U kunt bijvoorbeeld bij het detecteren van radiofrequenties de verhouding tussen het vermogen dat een antenne uitstraalt en het vermogen dat het absorbeert bij de terminals gebruiken als een maatstaf voor efficiëntie.

Efficiëntie wordt vaker uitgedrukt als een percentage, omdat het de twee factoren, input en output, rechtstreeks vergelijkt. Er zijn echter gevallen waarin efficiëntie kan worden gemeten zonder een percentage, zoals: specifieke impuls, het momentum gedeeld door massa voor een raket door rekening te houden met het gebruik van drijfgas of brandstof, evenals met luchtweerstand en andere krachten. Specifieke impuls geeft natuurkundigen en ingenieurs om stuwkracht, efficiëntie en maatregelen van drijfgasverbruik te bepalen bij het ontwerpen van een motor.