ცნობილია, რომ ელექტროენერგია გადადის დიდ მანძილზე ძაბვით, რომელიც აღემატება მომხმარებლების მიერ გამოყენებულ დონეს. ტრანსფორმატორების გამოყენება აუცილებელია ძაბვების საჭირო მნიშვნელობებამდე გადაყვანის, ელექტროენერგიის გადაცემის პროცესის ხარისხის გაზრდის და ასევე შედეგად მიღებული დანაკარგების შესამცირებლად.

ტრანსფორმატორის აღწერა და მუშაობის პრინციპი

ტრანსფორმატორი არის მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება ძაბვის შესამცირებლად ან გაზრდისთვის, ფაზების რაოდენობის შესაცვლელად და იშვიათ შემთხვევებში ალტერნატიული დენის სიხშირის შესაცვლელად.

არსებობს მოწყობილობების შემდეგი ტიპები:

• ძალა;
• გაზომვა;
• დაბალი სიმძლავრე;
• პულსი;
• პიკის ტრანსფორმატორები.

სტატიკური მოწყობილობა შედგება შემდეგი ძირითადი სტრუქტურული ელემენტებისაგან: ორი (ან მეტი) გრაგნილი და მაგნიტური წრე, რომელსაც ასევე უწოდებენ ბირთვს. ტრანსფორმატორებში ძაბვა მიეწოდება პირველად გრაგნილს და ამოღებულია მეორადიდან გარდაქმნილი ფორმით. გრაგნილები დაკავშირებულია ინდუქციურად ბირთვში მაგნიტური ველით.

სხვა კონვერტორებთან ერთად, ტრანსფორმატორებს აქვთ ეფექტურობის ფაქტორი (შემოკლებით როგორც ეფექტურობა), სიმბოლოთი. ეს კოეფიციენტი წარმოადგენს ეფექტურად გამოყენებული ენერგიის თანაფარდობას სისტემიდან მოხმარებულ ენერგიასთან. ის ასევე შეიძლება გამოიხატოს, როგორც დატვირთვის მიერ მოხმარებული ენერგიის თანაფარდობა მოწყობილობის მიერ ქსელიდან მოხმარებულ ენერგიასთან. ეფექტურობა არის ტრანსფორმატორის მიერ შესრულებული სამუშაოს ეფექტურობის დამახასიათებელი ერთ-ერთი ძირითადი პარამეტრი.

დანაკარგების სახეები ტრანსფორმატორში

ელექტროენერგიის პირველადი გრაგნილიდან მეორადში გადატანის პროცესს თან ახლავს დანაკარგები. ამ მიზეზით, არა მთელი ენერგია, არამედ მისი უმეტესი ნაწილი გადადის.

მოწყობილობის დიზაინი არ შეიცავს მბრუნავ ნაწილებს, განსხვავებით სხვა ელექტრო მანქანებისგან. ეს ხსნის მასში მექანიკური დანაკარგების არარსებობას.

ასე რომ, მოწყობილობა შეიცავს შემდეგ დანაკარგებს:

• ელექტრო, სპილენძის გრაგნილებში;
• მაგნიტური, ფოლადის ბირთვში.

ენერგეტიკული დიაგრამა და ენერგიის კონსერვაციის კანონი

მოწყობილობის მუშაობის პრინციპი სქემატურად შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ენერგეტიკული დიაგრამის სახით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1. დიაგრამა ასახავს ენერგიის გადაცემის პროცესს, რომლის დროსაც წარმოიქმნება ელექტრული და მაგნიტური დანაკარგები. .

სქემის მიხედვით, ეფექტური სიმძლავრის P 2 განსაზღვრის ფორმულა შემდეგია:

P 2 =P 1 -ΔP el1 -ΔP el2 -ΔP m (1)

სადაც P 2 სასარგებლოა და P 1 არის მოწყობილობის მიერ ქსელიდან მოხმარებული ენერგია.

ჯამური დანაკარგების ΔP აღსანიშნავად, ენერგიის შენარჩუნების კანონი ასე გამოიყურება: P 1 =ΔP+P 2 (2)

ამ ფორმულიდან ირკვევა, რომ P 1 იხარჯება P 2-ზე, ისევე როგორც მთლიან დანაკარგებზე ΔP. მაშასადამე, ტრანსფორმატორის ეფექტურობა მიიღება მიწოდებული (სასარგებლო) სიმძლავრის და მოხმარებული სიმძლავრის თანაფარდობის სახით (P 2 და P 1 თანაფარდობა).

ეფექტურობის განსაზღვრა

მოწყობილობის გამოსათვლელად საჭირო სიზუსტით, ადრე მიღებული ეფექტურობის მნიშვნელობები შეიძლება იქნას მიღებული ცხრილიდან No1:

როგორც ცხრილშია ნაჩვენები, პარამეტრის მნიშვნელობა პირდაპირ დამოკიდებულია მთლიან სიმძლავრეზე.

ეფექტურობის განსაზღვრა პირდაპირი გაზომვებით

ეფექტურობის გაანგარიშების ფორმულა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რამდენიმე ვერსიით:

ეს გამოთქმა ნათლად ასახავს, ​​რომ ტრანსფორმატორის ეფექტურობის მნიშვნელობა არ არის ერთზე მეტი და ასევე არ არის მისი ტოლი.

შემდეგი გამოხატულება განსაზღვრავს წმინდა სიმძლავრის მნიშვნელობას:

P 2 =U 2 *J 2 *cosφ 2 , (4)

სადაც U 2 და J 2 არის დატვირთვის მეორადი ძაბვა და დენი, ხოლო cosφ 2 არის სიმძლავრის ფაქტორი, რომლის მნიშვნელობა დამოკიდებულია დატვირთვის ტიპზე.

ვინაიდან P 1 =ΔP+P 2, ფორმულა (3) იღებს შემდეგ ფორმას:

პირველადი გრაგნილის ΔP el1n ელექტრული დანაკარგები დამოკიდებულია მასში გამავალი დენის კვადრატზე. ამიტომ, ისინი ასე უნდა განისაზღვროს:

(6)

თავის მხრივ:

(7)

სადაც r mp არის გრაგნილის აქტიური წინააღმდეგობა.

ვინაიდან ელექტრომაგნიტური მოწყობილობის მოქმედება არ შემოიფარგლება რეიტინგული რეჟიმით, მიმდინარე დატვირთვის ხარისხის განსაზღვრა მოითხოვს დატვირთვის ფაქტორის გამოყენებას, რომელიც უდრის:

β=J 2 /J 2н, (8)

სადაც J 2n არის მეორადი გრაგნილის ნომინალური დენი.

აქედან ჩვენ ვწერთ გამონათქვამებს მეორადი გრაგნილის დენის დასადგენად:

J 2 =β*J 2n (9)

თუ ამ ტოლობას ჩავანაცვლებთ ფორმულაში (5), მივიღებთ შემდეგ გამონათქვამს:

გაითვალისწინეთ, რომ ეფექტურობის მნიშვნელობის განსაზღვრა ბოლო გამოხატვის გამოყენებით რეკომენდებულია GOST-ის მიერ.

წარმოდგენილი ინფორმაციის შეჯამებით, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ტრანსფორმატორის ეფექტურობა შეიძლება განისაზღვროს მოწყობილობის პირველადი და მეორადი გრაგნილების სიმძლავრის მნიშვნელობებით რეიტინგულ რეჟიმში.

ეფექტურობის განსაზღვრა არაპირდაპირი მეთოდით

ეფექტურობის დიდი მნიშვნელობების გამო, რომელიც შეიძლება იყოს 96% ან მეტის ტოლი, ისევე როგორც პირდაპირი გაზომვის მეთოდის არაეკონომიური ხასიათის გამო, შეუძლებელია პარამეტრის მაღალი სიზუსტით გამოთვლა. ამიტომ, მისი დადგენა ჩვეულებრივ ხორციელდება არაპირდაპირი მეთოდით.

ყველა მიღებული გამონათქვამის შეჯამებით, ვიღებთ შემდეგ ფორმულას ეფექტურობის გამოსათვლელად:

η=(P 2 /P 1)+ΔP m +ΔP el1 +ΔP el2, (11)

შეჯამებისთვის, უნდა აღინიშნოს, რომ მაღალი ეფექტურობის მაჩვენებელი მიუთითებს ელექტრომაგნიტური მოწყობილობის ეფექტურ მუშაობაზე. გრაგნილებისა და ბირთვის ფოლადის დანაკარგები, GOST-ის მიხედვით, განისაზღვრება გამოცდილებით ან მოკლე ჩართვით, და ზომები, რომლებიც მიზნად ისახავს მათ შემცირებას, დაგეხმარებათ მაქსიმალური ეფექტურობის მნიშვნელობების მიღწევაში, რისთვისაც ჩვენ უნდა ვისწრაფოდეთ.

ალბათ ყველას აინტერესებდა შიდაწვის ძრავის ეფექტურობა (ეფექტურობის კოეფიციენტი). ყოველივე ამის შემდეგ, რაც უფრო მაღალია ეს მაჩვენებელი, მით უფრო ეფექტურად მუშაობს ელექტროსადგური. ამ დროისთვის ყველაზე ეფექტურ ტიპად ითვლება ელექტრო ტიპი, მისი ეფექტურობა შეიძლება მიაღწიოს 90 - 95% -ს, მაგრამ შიდა წვის ძრავებისთვის, იქნება ეს დიზელი თუ ბენზინი, ის, რბილად რომ ვთქვათ, შორს არის იდეალურისგან. ..

მართალი გითხრათ, თანამედროვე ძრავის ვარიანტები ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე მათი კოლეგები, რომლებიც გამოვიდა 10 წლის წინ და ამის მრავალი მიზეზი არსებობს. იფიქრეთ ადრე, 1.6 ლიტრიანი ვერსია მხოლოდ 60 - 70 ცხ.ძ. ახლა კი ამ ღირებულებამ შეიძლება მიაღწიოს 130 - 150 ცხ.ძ. ეს არის შრომატევადი სამუშაო ეფექტურობის გასაზრდელად, რომელშიც თითოეული "ნაბიჯი" მოცემულია საცდელი და შეცდომით. თუმცა, დავიწყოთ განმარტებით.

- ეს არის ორი რაოდენობის თანაფარდობის მნიშვნელობა, სიმძლავრე, რომელიც მიეწოდება ძრავის ამწე ლილვს დგუშის მიერ მიღებულ სიმძლავრეს, გაზების ზეწოლის გამო, რომლებიც წარმოიქმნება საწვავის აალებით.

მარტივი სიტყვებით, ეს არის თერმული ან სითბოს ენერგიის გარდაქმნა, რომელიც ჩნდება საწვავის ნარევის (ჰაერი და ბენზინი) წვის დროს მექანიკურ ენერგიად. უნდა აღინიშნოს, რომ ეს უკვე მოხდა, მაგალითად, ორთქლის ელექტროსადგურებთან - ასევე საწვავი, ტემპერატურის გავლენით, უბიძგებდა დანაყოფების დგუშებს. თუმცა იქ დანადგარები ბევრჯერ უფრო დიდი იყო, თავად საწვავი კი მყარი იყო (ჩვეულებრივ, ქვანახშირი ან შეშა), რაც ართულებდა ტრანსპორტირებას და ექსპლუატაციას, მუდმივად საჭირო იყო მისი ნიჩბებით „შეტანა“ ღუმელში. შიდა წვის ძრავები ბევრად უფრო კომპაქტური და მსუბუქია ვიდრე "ორთქლის" და საწვავის შენახვა და ტრანსპორტირება ბევრად უფრო ადვილია.

მეტი დანაკარგების შესახებ

წინ რომ ვიხედოთ, თამამად შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ბენზინის ძრავის ეფექტურობა 20-დან 25%-მდე მერყეობს. და ამის მრავალი მიზეზი არსებობს. თუ ავიღებთ შემომავალ საწვავს და გადავიყვანთ პროცენტებში, მაშინ, როგორც ჩანს, ვიღებთ „ენერგიის 100%-ს“, რომელიც გადაეცემა ძრავას და შემდეგ არის დანაკარგები:

1)საწვავის ეფექტურობა . ყველა საწვავი არ იწვება, მისი მცირე ნაწილი მიდის გამონაბოლქვი აირებთან, ამ დონეზე უკვე 25%-მდე ეფექტურობას ვკარგავთ. რა თქმა უნდა, ახლა საწვავის სისტემები უმჯობესდება, გამოჩნდა ინჟექტორი, მაგრამ ის ასევე შორს არის იდეალურისგან.

2) მეორე არის თერმული დანაკარგებიდა . ძრავა ათბობს საკუთარ თავს და ბევრ სხვა ელემენტს, როგორიცაა რადიატორები, მისი სხეული და მასში ცირკულირებული სითხე. ასევე, სითბოს ნაწილი ტოვებს გამონაბოლქვი აირებს. ყოველივე ეს იწვევს ეფექტურობის 35%-მდე დაკარგვას.

3) მესამე არის მექანიკური დანაკარგები . ყველა სახის დგუშებზე, დამაკავშირებელ ღეროებზე, რგოლებზე - ყველა ადგილი, სადაც არის ხახუნი. ეს ასევე შეიძლება მოიცავდეს დანაკარგებს გენერატორის დატვირთვისგან, მაგალითად, რაც უფრო მეტ ელექტროენერგიას გამოიმუშავებს გენერატორი, მით უფრო ანელებს ამწე ლილვის ბრუნვას. რა თქმა უნდა, ლუბრიკანტებმაც მიაღწიეს პროგრესს, მაგრამ ისევ ვერავინ შეძლო ხახუნის სრულად დაძლევა - დანაკარგები ჯერ კიდევ 20% -ია.

ამრიგად, დასკვნა ის არის, რომ ეფექტურობა არის დაახლოებით 20%! რა თქმა უნდა, ბენზინის ვარიანტებს შორის არის გამორჩეული ვარიანტები, რომლებშიც ეს მაჩვენებელი გაიზარდა 25% -მდე, მაგრამ ბევრი მათგანი არ არის.

ანუ, თუ თქვენი მანქანა მოიხმარს საწვავს 10 ლიტრს 100 კმ-ზე, მაშინ მათგან მხოლოდ 2 ლიტრი გადავა პირდაპირ სამსახურში, დანარჩენი კი დანაკარგია!

რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ გაზარდოთ სიმძლავრე, მაგალითად, თავის მოსაწყენით, უყურეთ მოკლე ვიდეოს.

თუ გახსოვთ ფორმულა, გამოდის:

რომელ ძრავას აქვს ყველაზე მაღალი ეფექტურობა?

ახლა მინდა ვისაუბრო ბენზინისა და დიზელის ვარიანტებზე და გავარკვიო, რომელია ყველაზე ეფექტური.

მარტივი ენით რომ ვთქვათ და ტექნიკური ტერმინების სარეველაში ჩასვლის გარეშე, თუ შევადარებთ ეფექტურობის ორ ფაქტორს, მათგან უფრო ეფექტურია, რა თქმა უნდა, დიზელი და აი რატომ:

1) ბენზინის ძრავა ენერგიის მხოლოდ 25%-ს გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიად, ხოლო დიზელის ძრავა გარდაქმნის დაახლოებით 40%-ს.

2) თუ დიზელის ტიპს აღჭურავთ ტურბო დატენვით, შეგიძლიათ მიაღწიოთ 50-53% ეფექტურობას და ეს ძალიან მნიშვნელოვანია.

მაშ, რატომ არის ეს ასე ეფექტური? ეს მარტივია - მიუხედავად მსგავსი ტიპის სამუშაოებისა (ორივე შიდა წვის ერთეულია), დიზელი თავის საქმეს ბევრად უფრო ეფექტურად ასრულებს. მას აქვს უფრო დიდი შეკუმშვა და საწვავი აალდება სხვა პრინციპით. ის ნაკლებად თბება, რაც ნიშნავს, რომ დაზოგულია გაგრილებაზე, აქვს ნაკლები სარქველები (დაზოგავს ხახუნს), ასევე არ აქვს ჩვეულებრივი აალების კოჭები და სანთლები, რაც ნიშნავს რომ არ საჭიროებს დამატებით ენერგო ხარჯებს გენერატორისგან. . ის მუშაობს უფრო დაბალ სიჩქარეზე, არ არის საჭირო ამწე ლილვის სასტიკად ტრიალი - ეს ყველაფერი დიზელის ვერსიას ჩემპიონად აქცევს ეფექტურობის თვალსაზრისით.

დიზელის საწვავის ეფექტურობის შესახებ

უფრო მაღალი ეფექტურობის მნიშვნელობიდან გამომდინარეობს საწვავის ეფექტურობა. ასე, მაგალითად, 1.6 ლიტრიან ძრავას ქალაქში მხოლოდ 3-5 ლიტრის მოხმარება შეუძლია, განსხვავებით ბენზინის ტიპისა, სადაც მოხმარება 7-12 ლიტრია. დიზელი ბევრად უფრო ეფექტურია, თავად ძრავა ხშირად უფრო კომპაქტური და მსუბუქია, ასევე, ბოლო დროს, უფრო ეკოლოგიურად სუფთა. ყველა ეს დადებითი ასპექტი მიიღწევა უფრო დიდი მნიშვნელობის წყალობით, არის პირდაპირი კავშირი ეფექტურობასა და შეკუმშვას შორის, იხილეთ პატარა ფირფიტა.

თუმცა, მიუხედავად ყველა უპირატესობისა, მას ასევე აქვს მრავალი უარყოფითი მხარე.

როგორც ირკვევა, შიდა წვის ძრავის ეფექტურობა შორს არის იდეალურისგან, ამიტომ მომავალი აშკარად ელექტრულ ვარიანტებს ეკუთვნის - რჩება მხოლოდ ეფექტური ბატარეების პოვნა, რომლებსაც ყინვის არ ეშინიათ და დიდხანს ინარჩუნებენ დატენვას.

შინაარსი:

დახურულ წრეში მუხტების გადაადგილების პროცესში, გარკვეული რაოდენობის სამუშაოს ასრულებს მიმდინარე წყარო. ეს შეიძლება იყოს სასარგებლო და სრულყოფილი. პირველ შემთხვევაში, დენის წყარო მოძრაობს მუხტებს გარე წრეში, სამუშაოს შესრულებისას, ხოლო მეორე შემთხვევაში, მუხტები მოძრაობს მთელ წრეში. ამ პროცესში დიდი მნიშვნელობა აქვს დენის წყაროს ეფექტურობას, რომელიც განისაზღვრება როგორც მიკროსქემის გარე და მთლიანი წინააღმდეგობის თანაფარდობა. თუ წყაროს შიდა წინააღმდეგობა და დატვირთვის გარე წინააღმდეგობა ტოლია, მთლიანი სიმძლავრის ნახევარი დაიკარგება თავად წყაროში, ხოლო მეორე ნახევარი გამოიყოფა დატვირთვის დროს. ამ შემთხვევაში, ეფექტურობა იქნება 0,5 ან 50%.

ელექტრული წრედის ეფექტურობა

განხილული ეფექტურობის ფაქტორი, უპირველეს ყოვლისა, დაკავშირებულია ელექტროენერგიის გარდაქმნის ან გადაცემის სიჩქარესთან დამახასიათებელ ფიზიკურ სიდიდეებთან. მათ შორის, სიმძლავრე, რომელიც იზომება ვატებში, პირველ ადგილზეა. მის დასადგენად რამდენიმე ფორმულა არსებობს: P = U x I = U2/R = I2 x R.

ელექტრო სქემებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული ძაბვა და დამუხტვის რაოდენობა და, შესაბამისად, შესრულებული სამუშაოც განსხვავებულია თითოეულ შემთხვევაში. ძალიან ხშირად საჭიროა ელექტროენერგიის გადაცემის ან გარდაქმნის სიჩქარის შეფასება. ეს სიჩქარე წარმოადგენს ელექტრულ სიმძლავრეს, რომელიც შეესაბამება დროის გარკვეულ ერთეულში შესრულებულ სამუშაოს. ფორმულის სახით ეს პარამეტრი ასე გამოიყურება: P=A/∆t. მაშასადამე, სამუშაო ნაჩვენებია როგორც სიმძლავრისა და დროის ნამრავლი: A=P∙∆t. გამოყენებული სამუშაო ერთეულია.

იმის დასადგენად, თუ რამდენად ეფექტურია მოწყობილობა, მანქანა, ელექტრული წრე ან სხვა მსგავსი სისტემა სიმძლავრესთან და მუშაობასთან მიმართებაში, გამოიყენება ეფექტურობა. ეს მნიშვნელობა განისაზღვრება, როგორც სასარგებლოდ დახარჯული ენერგიის თანაფარდობა სისტემაში შემავალი ენერგიის მთლიან რაოდენობასთან. ეფექტურობა აღინიშნება სიმბოლოთ η, და განისაზღვრება მათემატიკურად, როგორც ფორმულა: η = A/Q x 100% = [J]/[J] x 100% = [%], რომელშიც A არის მომხმარებლის მიერ შესრულებული სამუშაო. Q არის წყაროს მიერ მოცემული ენერგია. ენერგიის კონსერვაციის კანონის შესაბამისად, ეფექტურობის მნიშვნელობა ყოველთვის ტოლია ან დაბალია ერთიანობაზე. ეს ნიშნავს, რომ სასარგებლო სამუშაო არ შეიძლება აღემატებოდეს მის შესრულებაში დახარჯულ ენერგიას.

ამ გზით დგინდება ენერგიის დანაკარგები ნებისმიერ სისტემაში ან მოწყობილობაში, ასევე მათი სარგებლობის ხარისხი. მაგალითად, დირიჟორებში დენის დანაკარგები ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრული დენი ნაწილობრივ გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად. ამ დანაკარგების რაოდენობა დამოკიდებულია გამტარის წინააღმდეგობაზე, ისინი არ არიან სასარგებლო სამუშაოს ნაწილი.

არსებობს განსხვავება, რომელიც გამოხატულია ფორმულით ∆Q=A-Q, რომელიც ნათლად აჩვენებს დენის დანაკარგს. აქ ძალზე ნათლად ჩანს კავშირი ძალაუფლების დანაკარგების ზრდასა და გამტარის წინააღმდეგობას შორის. ყველაზე ნათელი მაგალითია ინკანდესენტური ნათურა, რომლის ეფექტურობა არ აღემატება 15% -ს. ენერგიის დარჩენილი 85% გარდაიქმნება თერმულ, ანუ ინფრაწითელ გამოსხივებაში.

რა არის მიმდინარე წყაროს ეფექტურობა

მთელი ელექტრული წრის განხილული ეფექტურობა საშუალებას გვაძლევს უკეთ გავიგოთ დენის წყაროს ეფექტურობის ფიზიკური არსი, რომლის ფორმულა ასევე შედგება სხვადასხვა რაოდენობით.

დახურული ელექტრული წრის გასწვრივ ელექტრული მუხტების გადაადგილების პროცესში დენის წყარო ასრულებს გარკვეულ სამუშაოს, რომელიც გამოირჩევა როგორც სასარგებლო და სრული. სასარგებლო სამუშაოს შესრულებისას დენის წყარო მოძრაობს მუხტებს გარე წრეში. როდესაც სრულად მუშაობს, მუხტები, დენის წყაროს გავლენის ქვეშ, მოძრაობენ მთელ წრეში.

ისინი ნაჩვენებია ფორმულების სახით შემდეგნაირად:

• სასარგებლო სამუშაო - Apolez = qU = IUt = I2Rt.
• მთლიანი სამუშაო - Atotal = qε = Iεt = I2(R +r)t.

ამის საფუძველზე ჩვენ შეგვიძლია გამოვიტანოთ ფორმულები მიმდინარე წყაროს სასარგებლო და მთლიანი სიმძლავრის შესახებ:

• სასარგებლო სიმძლავრე - Puse = Apoles /t = IU = I2R.
• ჯამური სიმძლავრე - Pfull = Afull/t = Iε = I2(R + r).

შედეგად, მიმდინარე წყაროს ეფექტურობის ფორმულა იღებს შემდეგ ფორმას:

• η = აპოლები/ატოლი = პუსი/პტოტი = U/ε = R/(R + r).

მაქსიმალური სასარგებლო სიმძლავრე მიიღწევა გარე მიკროსქემის წინააღმდეგობის გარკვეული მნიშვნელობით, რაც დამოკიდებულია დენის წყაროსა და დატვირთვის მახასიათებლებზე. თუმცა, ყურადღება უნდა მიექცეს მაქსიმალური წმინდა სიმძლავრისა და მაქსიმალური ეფექტურობის შეუთავსებლობას.

დენის წყაროს სიმძლავრისა და ეფექტურობის შესწავლა

დენის წყაროს ეფექტურობა დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, რომლებიც უნდა განიხილებოდეს გარკვეული თანმიმდევრობით.

იმის დასადგენად, ოჰმის კანონის შესაბამისად, არსებობს შემდეგი განტოლება: i = E/(R + r), რომელშიც E არის დენის წყაროს ელექტრომამოძრავებელი ძალა, ხოლო r არის მისი შიდა წინააღმდეგობა. ეს არის მუდმივი მნიშვნელობები, რომლებიც არ არის დამოკიდებული ცვლად წინააღმდეგობაზე R. მათი გამოყენებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ ელექტრული წრედის მიერ მოხმარებული სასარგებლო სიმძლავრე:

• W1 = i x U = i2 x R. აქ R არის ელექტროენერგიის მომხმარებლის წინააღმდეგობა, i არის დენი წრეში, რომელიც განისაზღვრება წინა განტოლებით.

მაშასადამე, სიმძლავრის მნიშვნელობა საბოლოო ცვლადების გამოყენებით ნაჩვენები იქნება როგორც: W1 = (E2 x R)/(R + r).

ვინაიდან ეს არის შუალედური ცვლადი, ამ შემთხვევაში ფუნქცია W1(R) შეიძლება გაანალიზდეს მისი ექსტრემისთვის. ამ მიზნით აუცილებელია R-ის მნიშვნელობის განსაზღვრა, რომლის დროსაც სასარგებლო სიმძლავრის პირველი წარმოებულის მნიშვნელობა, რომელიც დაკავშირებულია ცვლად წინააღმდეგობასთან (R) ნულის ტოლი იქნება: dW1/dR = E2 x [(R + r )2 - 2 x R x (R + r) ] = E2 x (Ri + r) x (R + r - 2 x R) = E2 (r - R) = 0 (R + r)4 (R + r) )4 (R + r)3

ამ ფორმულიდან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ წარმოებულის მნიშვნელობა შეიძლება იყოს ნული მხოლოდ ერთი პირობით: დენის წყაროდან ელექტროენერგიის მიმღების (R) წინააღმდეგობამ უნდა მიაღწიოს თავად წყაროს შიდა წინააღმდეგობის მნიშვნელობას (R => r). ). ამ პირობებში, ეფექტურობის კოეფიციენტის η მნიშვნელობა განისაზღვრება დენის წყაროს სასარგებლო და ჯამური სიმძლავრის თანაფარდობით - W1/W2. ვინაიდან სასარგებლო სიმძლავრის მაქსიმალურ წერტილში დენის წყაროს ენერგიის მომხმარებლის წინააღმდეგობა იქნება იგივე, რაც თავად დენის წყაროს შიდა წინააღმდეგობა, ამ შემთხვევაში ეფექტურობა იქნება 0,5 ან 50%.

სიმძლავრის და ეფექტურობის მიმდინარე პრობლემები

განმარტება [ | ]

ეფექტურობა

მათემატიკურად, ეფექტურობის განმარტება შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

η = A Q , (\displaystyle \eta =(\frac (A)(Q)),)

სად ა- სასარგებლო სამუშაო (ენერგია) და ქ- დახარჯული ენერგია.

თუ ეფექტურობა გამოიხატება პროცენტულად, მაშინ ის გამოითვლება ფორმულით:

η = A Q × 100% (\displaystyle \eta =(\frac (A)(Q))\ჯერ 100\%) ε X = Q X / A (\displaystyle \varepsilon _(\mathrm (X) )=Q_(\mathrm (X) )/A),

სად Q X (\displaystyle Q_(\mathrm (X) ))- ცივი ბოლოდან მიღებული სითბო (მაცივარ მანქანებში, გაგრილების სიმძლავრე); A (\displaystyle A)

სითბოს ტუმბოებისთვის გამოყენებული ტერმინი არის ტრანსფორმაციის კოეფიციენტი

ε Γ = Q Γ / A (\displaystyle \varepsilon _(\Gamma)=Q_(\Gamma)/A),

სად Q Γ (\displaystyle Q_(\Gamma))- კონდენსაციის სითბო, რომელიც გადაეცემა გამაგრილებელს; A (\displaystyle A)- ამ პროცესზე დახარჯული სამუშაო (ან ელექტროენერგია).

იდეალურ მანქანაში Q Γ = Q X + A (\displaystyle Q_(\Gamma)=Q_(\mathrm (X))+A), აქედან იდეალურ მანქანამდე ε Γ = ε X + 1 (\displaystyle \varepsilon _(\Gamma )=\varepsilon _(\mathrm (X) )+1)

ეფექტურობა (ეფექტურობა) - სისტემის (მოწყობილობის, მანქანის) ეფექტურობის მახასიათებელი ენერგიის გარდაქმნასთან ან გადაცემასთან მიმართებაში. განისაზღვრება სასარგებლოდ გამოყენებული ენერგიის თანაფარდობით სისტემის მიერ მიღებული ენერგიის მთლიან რაოდენობასთან; ჩვეულებრივ აღინიშნება η ("ეს"). η = Wpol/Wcym. ეფექტურობა არის განზომილებიანი რაოდენობა და ხშირად იზომება პროცენტულად. მათემატიკურად, ეფექტურობის განმარტება შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

X 100%,

სად ა- სასარგებლო სამუშაო და ქ- დახარჯული ენერგია.

ენერგიის კონსერვაციის კანონის გამო, ეფექტურობა ყოველთვის ნაკლებია ან ტოლია ერთიანობაზე, ანუ შეუძლებელია დახარჯულ ენერგიაზე მეტი სასარგებლო სამუშაოს მიღება.

სითბოს ძრავის ეფექტურობა- ძრავის სრული სასარგებლო მუშაობის თანაფარდობა გამათბობელიდან მიღებულ ენერგიასთან. სითბოს ძრავის ეფექტურობა შეიძლება გამოითვალოს შემდეგი ფორმულის გამოყენებით

,

სად არის გამათბობელიდან მიღებული სითბოს რაოდენობა, არის მაცივარისთვის მიცემული სითბოს რაოდენობა. ყველაზე მაღალი ეფექტურობა ციკლურ მანქანებს შორის, რომლებიც მუშაობენ მოცემულ ცხელი წყაროს ტემპერატურაზე თ 1 და ცივი თ 2, ჰქონდეთ კარნოს ციკლზე მომუშავე სითბოს ძრავები; ეს ზღვრული ეფექტურობა უდრის

.

ენერგეტიკული პროცესების ეფექტურობის დამახასიათებელი ყველა ინდიკატორი არ შეესაბამება ზემოთ აღწერილ აღწერას. მაშინაც კი, თუ მათ ტრადიციულად ან შეცდომით უწოდებენ "", მათ შეიძლება ჰქონდეთ სხვა თვისებები, კერძოდ, 100% -ზე მეტი.

ქვაბის ეფექტურობა

მთავარი სტატია: ქვაბის სითბოს ბალანსი

წიაღისეული საწვავის ქვაბების ეფექტურობა ტრადიციულად გამოითვლება ქვედა კალორიულობის საფუძველზე; ვარაუდობენ, რომ წვის პროდუქტების ტენიანობა ტოვებს ქვაბს ზედმეტად გახურებული ორთქლის სახით. საკონდენსაციო ქვაბებში ეს ტენიანობა შედედებულია და კონდენსაციის სითბო სასარგებლოდ გამოიყენება. ეფექტურობის გაანგარიშებისას დაბალ კალორიულ ღირებულებაზე დაყრდნობით, ის შეიძლება ერთზე მეტი იყოს. ამ შემთხვევაში უფრო სწორი იქნება მისი გამოთვლა უფრო მაღალი კალორიულობით, რომელიც ითვალისწინებს ორთქლის კონდენსაციის სითბოს; თუმცა, ასეთი ქვაბის მუშაობა ძნელია შედარება სხვა დანადგარების მონაცემებთან.

სითბოს ტუმბოები და ჩილერები

სითბოს ტუმბოების, როგორც გათბობის მოწყობილობების უპირატესობა არის შესაძლებლობა, ზოგჯერ მიიღონ მეტი სითბო, ვიდრე მათი მუშაობისთვის მოხმარებული ენერგია; ანალოგიურად, სამაცივრო მანქანას შეუძლია გაცივებული ბოლოდან უფრო მეტი სითბოს ამოღება, ვიდრე პროცესის ორგანიზებაშია დახარჯული.

ასეთი სითბოს ძრავების ეფექტურობა ხასიათდება შესრულების კოეფიციენტი(მაცივრი მანქანებისთვის) ან ტრანსფორმაციის კოეფიციენტი(სითბოს ტუმბოებისთვის)

,

სად არის მიღებული სითბო ცივი ბოლოდან (მაცივრი მანქანებით) ან გადადის ცხელ ბოლოში (სითბოს ტუმბოებში); - ამ პროცესზე დახარჯული სამუშაო (ან ელექტროენერგია). კარნოს საპირისპირო ციკლს აქვს საუკეთესო შესრულების ინდიკატორები ასეთი მანქანებისთვის: მას აქვს შესრულების კოეფიციენტი

,

სადაც , არის ცხელი და ცივი ბოლოების ტემპერატურა, . ეს მნიშვნელობა, ცხადია, შეიძლება იყოს თვითნებურად დიდი; მიუხედავად იმისა, რომ ძნელია მიახლოება პრაქტიკულად, შესრულების კოეფიციენტმა მაინც შეიძლება გადააჭარბოს ერთიანობას. ეს არ ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის პირველ კანონს, რადგან მხედველობაში მიღებული ენერგიის გარდა ა(მაგ. ელექტრო), გასათბობად ქასევე არის ენერგია აღებული ცივი წყაროდან.

ლიტერატურა

• პერიშკინი A.V.ფიზიკა. მე-8 კლასი. - Bustard, 2005. - 191გვ. - 50000 ეგზემპლარი.

- ISBN 5-7107-9459-7.

შენიშვნები

ფონდი ვიკიმედია.:

• 2010 წელი.
• სინონიმები

ტურბო პასკალი

ეფექტურობანახეთ, რა არის "" სხვა ლექსიკონებში: ეფექტურობა

- მიწოდებული ენერგიის თანაფარდობა მოხმარებულ აქტიურ ენერგიასთან. [OST 45.55 99] ეფექტურობის ფაქტორი ეფექტურობა მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ენერგიის ტრანსფორმაციის, ტრანსფორმაციის ან გადაცემის პროცესების სრულყოფილებას, რაც არის სასარგებლო ... ...- ან დაბრუნების კოეფიციენტი (ეფექტურობა) არის ნებისმიერი მანქანის ან აპარატის მუშაობის ხარისხის მახასიათებელი მისი ეფექტურობის თვალსაზრისით. ეფექტურობაში იგულისხმება მანქანიდან ან აპარატიდან მიღებული სამუშაოს მოცულობის თანაფარდობა რაოდენობასთან ... ... საზღვაო ლექსიკონი.

- მიწოდებული ენერგიის თანაფარდობა მოხმარებულ აქტიურ ენერგიასთან. [OST 45.55 99] ეფექტურობის ფაქტორი ეფექტურობა მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ენერგიის ტრანსფორმაციის, ტრანსფორმაციის ან გადაცემის პროცესების სრულყოფილებას, რაც არის სასარგებლო ... ...- (ეფექტურობა), მექანიზმის ეფექტურობის მაჩვენებელი, რომელიც განისაზღვრება, როგორც მექანიზმის მიერ შესრულებული სამუშაოს თანაფარდობა მის მუშაობაზე დახარჯულ სამუშაოსთან. ეფექტურობა ჩვეულებრივ გამოხატულია პროცენტულად. იდეალურ მექანიზმს ექნებოდა ეფექტურობა =... ... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- მიწოდებული ენერგიის თანაფარდობა მოხმარებულ აქტიურ ენერგიასთან. [OST 45.55 99] ეფექტურობის ფაქტორი ეფექტურობა მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ენერგიის ტრანსფორმაციის, ტრანსფორმაციის ან გადაცემის პროცესების სრულყოფილებას, რაც არის სასარგებლო ... ... თანამედროვე ენციკლოპედია

- მიწოდებული ენერგიის თანაფარდობა მოხმარებულ აქტიურ ენერგიასთან. [OST 45.55 99] ეფექტურობის ფაქტორი ეფექტურობა მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ენერგიის ტრანსფორმაციის, ტრანსფორმაციის ან გადაცემის პროცესების სრულყოფილებას, რაც არის სასარგებლო ... ...- (ეფექტურობა) სისტემის (მოწყობილობის, მანქანის) ეფექტურობის მახასიათებელი ენერგიის კონვერტაციასთან მიმართებაში; განისაზღვრება სასარგებლოდ გამოყენებული ენერგიის თანაფარდობით (გარდაიქმნება სამუშაოდ ციკლური პროცესის დროს) ენერგიის მთლიან რაოდენობასთან,... ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- მიწოდებული ენერგიის თანაფარდობა მოხმარებულ აქტიურ ენერგიასთან. [OST 45.55 99] ეფექტურობის ფაქტორი ეფექტურობა მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ენერგიის ტრანსფორმაციის, ტრანსფორმაციის ან გადაცემის პროცესების სრულყოფილებას, რაც არის სასარგებლო ... ...- (ეფექტურობა), სისტემის (მოწყობილობის, მანქანის) ეფექტურობის დამახასიათებელი ენერგიის გარდაქმნასთან ან გადაცემასთან მიმართებაში; განისაზღვრება მ) სასარგებლოდ გამოყენებული ენერგიის (Wtotal) თანაფარდობით სისტემის მიერ მიღებული ენერგიის მთლიან რაოდენობასთან (Wtotal); h=სართული…… ფიზიკური ენციკლოპედია

- მიწოდებული ენერგიის თანაფარდობა მოხმარებულ აქტიურ ენერგიასთან. [OST 45.55 99] ეფექტურობის ფაქტორი ეფექტურობა მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ენერგიის ტრანსფორმაციის, ტრანსფორმაციის ან გადაცემის პროცესების სრულყოფილებას, რაც არის სასარგებლო ... ...- (ეფექტურობა) სასარგებლოდ გამოყენებული ენერგიის W p, მაგალითად. სამუშაოს სახით, სისტემის (მანქანა ან ძრავა) მიერ მიღებული W ენერგიის მთლიან რაოდენობამდე, W p/W. ენერგიის გარდაუვალი დანაკარგების გამო ხახუნის და სხვა არაბალანსირებული პროცესების გამო რეალური სისტემებისთვის... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

- მიწოდებული ენერგიის თანაფარდობა მოხმარებულ აქტიურ ენერგიასთან. [OST 45.55 99] ეფექტურობის ფაქტორი ეფექტურობა მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ენერგიის ტრანსფორმაციის, ტრანსფორმაციის ან გადაცემის პროცესების სრულყოფილებას, რაც არის სასარგებლო ... ...- დახარჯული სასარგებლო სამუშაოს ან მიღებული ენერგიის თანაფარდობა ყველა დახარჯულ სამუშაოსთან ან, შესაბამისად, მოხმარებულ ენერგიასთან. მაგალითად, ელექტროძრავის ეფექტურობა არის მექანიკური თანაფარდობა. სიმძლავრე, რომელსაც იგი აძლევს მისთვის მიწოდებულ ელექტროენერგიას. ძალა; TO.…… ტექნიკური რკინიგზის ლექსიკონი

ეფექტურობა- არსებითი სახელი, სინონიმების რაოდენობა: 8 ეფექტურობა (4) დაბრუნება (27) ნაყოფიერება (10) ... სინონიმების ლექსიკონი

ეფექტურობა- არის სიდიდე, რომელიც ახასიათებს ნებისმიერი სისტემის სრულყოფილებას მასში მიმდინარე ტრანსფორმაციის ან ენერგიის გადაცემის ნებისმიერ პროცესთან მიმართებაში, რომელიც განისაზღვრება, როგორც სასარგებლო სამუშაოს თანაფარდობა გააქტიურებაზე დახარჯულ სამუშაოსთან. სამშენებლო მასალების ტერმინების, განმარტებებისა და განმარტებების ენციკლოპედია

ეფექტურობა- (ეფექტურობა), ნებისმიერი მოწყობილობის ან მანქანის (მათ შორის თბოძრავის) ენერგოეფექტურობის რიცხვითი მახასიათებელი. ეფექტურობა განისაზღვრება სასარგებლოდ გამოყენებული ენერგიის თანაფარდობით (ე.ი. გარდაიქმნება სამუშაოდ) ენერგიის მთლიან რაოდენობასთან... ... ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი