Кпд полезного действия: КПД — это… Что такое КПД?
Коэффициент полезного действия механизмов: расчет, формула + примеры
Известно, что вечный двигатель невозможен. Это связано с тем, что для любого механизма справедливо утверждение: совершённая с помощью этого механизма полная работа (в том числе на нагревание механизма и окружающей среды, на преодоление силы трения) всегда больше полезной работы.
Например, больше половины работы двигателя внутреннего сгорания совершается впустую тратится на нагревание составных частей двигателя; некоторое количество теплоты уносят выхлопные газы.
Часто необходимо оценивать эффективность механизма, целесообразность его использования. Поэтому, чтобы рассчитывать, какая часть от совершённой работы тратится впустую и какая часть с пользой, вводится специальная физическая величина, которая показывает эффективность механизма.
Эта величина называется коэффициентом полезного действия механизма
Коэффициент полезного действия механизма равен отношению полезной работы к полной работе. Очевидно, коэффициент полезного действия всегда меньше единицы. Эту величину часто выражают в процентах. Обычно её обозначают греческой буквой η (читается «эта»). Сокращённо коэффициент полезного действия записывают КПД.
η = (А_полн /А_полезн) * 100 %,
где η КПД, А_полн полная работа, А_полезн полезная работа.
Среди двигателей наибольший коэффициент полезного действия имеет электрический двигатель (до 98 %). Коэффициент полезного действия двигателей внутреннего сгорания 20 % — 40 %, паровой турбины примерно 30 %.
Отметим, что для увеличения коэффициента полезного действия механизма часто стараются уменьшить силу трения. Это можно сделать, используя различные смазки или шарикоподшипники, в которых трение скольжения заменяется трением качения.
Примеры расчета КПД
Рассмотрим пример. Велосипедист массой 55 кг поднялся на велосипеде массой 5 кг на холм, высота которого 10 м, совершив при этом работу 8 кДж. Найдите коэффициент полезного действия велосипеда. Трение качения колёс о дорогу не учитывайте.
Решение. Найдём общую массу велосипеда и велосипедиста:
m = 55 кг + 5 кг = 60 кг
Найдем их общий вес:
P = mg = 60 кг * 10 Н/кг = 600 Н
Найдём работу, совершённую на подъём велосипеда и велосипедиста:
Aполезн = РS = 600 Н * 10 м = 6 кДж
Найдём КПД велосипеда:
= А_полн /А_полезн * 100 % = 6 кДж / 8 кДж * 100 % = 75 %
Ответ: КПД велосипеда равен 75 %.
Рассмотрим ещё один пример. На конец плеча рычага подвешено тело массой m. К другому плечу прилагают силу F, направленную вниз, и его конец опускается на h. Найдите, насколько поднялось тело, если коэффициент полезного действия рычага равен η %.
Решение. Найдём работу, совершённую силой F:
A = Fh
η % от этой работы совершено на то, чтобы поднять тело массой m. Следовательно, на поднятие тела затрачено Fhη / 100. Так как вес тела равен mg, тело поднялось на высоту Fhη / 100 / mg.
Ответ: тело поднялось на высоту Fhη / 100 / mg.
Урок «Коэффициент полезного действия»
Слайд №
Аннотация
Горбачева И.И., учитель физики МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №12 им. С.Н.Перекальского». Уровень обучения физике в основной школе – базовый, в объёме 2 часа в неделю. Данная разработка использована в 7 классе при изучении раздела «Работа и мощность. Энергия». На уроке будут закреплены знания о простых механизмах, изучена новая характеристика простых механизмов КПД и проведена исследовательская работа по определению КПД.
План – конспект урока физики в 7 классе. 23.04.2015 года
1
Тема урока:
Коэффициент полезного действия
Цели урока:
Образовательная:
обеспечить усвоение учащимися важнейшей характеристики машин и механизмов – КПД;
формировать умение находить КПД различных механизмов; обеспечить усвоение формулы для расчёта КПД при решении задач;
формировать у ребят умение осуществлять самоконтроль с помощью конкретных вопросов и использования дидактического материала.
Развивающая:
совершенствовать навыки самостоятельной работы,
активизировать мышление школьников, умение самостоятельно формулировать выводы,
развивать речь.
развитие умения правильно оформлять и решать задачи.
Воспитатель
ная:
развитие чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач;
развитие навыка работы в паре,
развивать мотивацию изучения физики, используя разнообразные приёмы деятельности.
Тип урока
Изучения нового материала
Форма проведения
На основе системно-деятельностного подхода
Форма организации работы на уроке
Индивидуальная, групповая работа.
I. Организационный этап 1 мин.
II. Этап постановки целей и задач урока 1 мин.
III. Этап актуализации опорных знаний 8 мин.
IV. Этап изучения нового материала 10 мин.
V. Этап самостоятельной работы учащихся 12 мин.
VI. Рефлексия 10 мин.
VII. Заключительный этап 3 мин.
Ход урока:
I. Организационный этап
Учитель: Прозвенел звонок веселый.
Вы начать урок готовы? Да.
Садитесь ребята.
Будем слушать, рассуждать,
И друг другу помогать.
1
II. Этап постановки целей и задач урока
Учитель:
Ребята, какую тему мы изучаем?
Сегодня мы научимся рассчитывать их главную — характеристику КПД (коэффициент полезного действия) и измерим его на практике для наклонной плоскости.
Откройте тетради. Запишите сегодняшнее число 25.04.13.
Ученики:
Простые механизмы.
Записывают дату в тетрадях.
2
3
4
5
III. Этап актуализации опорных знаний
Учитель: 1. Повторим известный вам материал.
Приглашаю двух учеников к доске и прошу их рассказать о рычаге и блоке.
А) Блок определение, виды блоков, выигрыш в силе, выигрыш в работе, применение.
Б) Рычаг определение, условия равновесия рычага, выигрыш в работе, применение.
2. Учитель: Пока ребята готовятся, вспомните:
Что такое простой механизм?
Для чего применяют простые механизмы?
Учитель: Тиника Диана выполнила творческое задание «Простые механизмы вокруг нас»
3. Учитель: А теперь поработаем с задачами. Перед вами лежат листы самооценки. За каждый правильный ответ вы выставляете себе 1 балл.
1.Поставьте в соответствии простому механизму его виды. (приложение 2)
ворот
клин
винт
2. Какая сила удерживает рычаг в равновесии?
А)
Б)
В)
Г) расставьте силы, действующие на рычаг, отметьте плечи и точку опоры.
Д) Найдите ошибку в рисунке.
Ж) Сделай правильное соединение.
З) Разгадаем кроссворд:
Ребята! Что вы видите?
Как расшифровать КПД?
Ребята, а кто знает что такое КПД?
Вы хотите узнать, что такое КПД?
Сегодня мы научимся рассчитывать главную характеристику простых механизмов КПД (коэффициент полезного действия) и измерим его на практике для наклонной плоскости.
1А. Блок представляет собой колесо с желобом, укрепленное в обойме. Подвижный и неподвижный блок. Выигрыша в работе блок не дает. Применяется для поднятия грузов, при этом подвижный блок дает выигрыш в силе.
1Б. Рычаг — это твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры. Рычаг находится в равновесии, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил. Выигрыша в работе нет. Применяют рычаг в технике (педаль автомобиля, подъемный кран), быту (ножницы, весы), природе.
Ученики: приспособление, служащее для преобразования силы
Ученики: Чтобы получать выигрыш в силе.
Рычаг – блок и ворот
Наклонная плоскость – клин и винт
F = 20 Н
F = 10 Н
F = 250 Н.
Два блока, подвижный дает выигрыш в силе в 2 раза, неподвижный не дает выигрыша в силе.
Ученики выполняют в листах самооценки, а на доске открывается ответ и они проверяют.
Против короткого плеча должна лежать большая сила.
КПД!
Коэффициент полезного действия.
6
7
IV. Этап изучения нового материала.
На доске: по мере изучения нового материала появляются пункты.
План изучения новой физической величины:
Что такое КПД?
Условное обозначение. Формула. Единицы измерения.
Как определить КПД простого механизма?
Учитель: 1.Ответим на первый пункт плана.
Откройте учебник на странице 190. Найдите определение. Прочитайте. Кто может ответить, что такое КПД?
Учитель: .Простые механизмы мы используем для совершения работы.
Ап = Fт∙h
Работа полезная – это работа, совершенная по подъему грузов или преодолению какого-либо сопротивления.
Аз = F∙S
Работа полная (затраченная) — это работа приложенная совершенной силой
В реальных условиях, где есть силы трения, сопротивления для совершения необходимой нам работы (полезной работы Ап) всегда требуется совершить большую работу. Затраченная работа всегда больше полезной. Аз > Ап.
Величина показывающая какая часть от всей совершенной работы перейдет в полезную, выраженная в процентах, называется коэффициентом полезного действия.
Учитель: 2. КПД выражают в процентах и обозначают греческой буквой «эта»
КПД = А полезная / А полная (затраченная)
Учитель: КПД = 40% . Как это понимаете?
Учитель: Может ли КПД быть больше 100%?
Учитель: Как определить КПД?
Учитель: От чего может зависеть КПД наклонной плоскости?
Ученики: Отношение полезной работы к работе полной (затраченной) называется коэффициентом полезного действия механизма.
Ученики: Определить А полезная,
А полная (затраченная), разделив – вычислить КПД
Ученик: нет, так как так как часть полной работы тратиться на преодоление сил трения и сопротивления.
Ученики:
Если увеличить (уменьшить) высоту наклонной плоскости, то КПД при подъеме тела по наклонной плоскости не изменится (увеличится, уменьшится).
Если увеличить (уменьшить) вес тела, то КПД при подъеме тела по наклонной плоскости не изменится (увеличится, уменьшится).
Если уменьшить (увеличить) трение, то КПД при подъеме тела по наклонной плоскости не изменится (увеличится, уменьшится).
8
9
6
V. Этап самостоятельной работы учащихся.
Учитель: Сейчас вы проведете исследования:
1 группа — Как зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости от высоты наклонной плоскости?
2 группа — Как зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости от веса тела?
3 группа — Как зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости от поверхности наклонной плоскости?
При выполнение работы не забывайте о правилах ТБ при работе со штативом и динамометром.
Учитель: Заполните таблицу и не забудьте о выводах.
Оцените себя и поставьте 5 баллов, если вы получили КПД меньше 100% при выполнении лабораторной работы.
Ученики читают описание работы и выполняют исследования.
Ученики выполняют измерения и заполняют таблицу в тетради.
Ученик: Убедиться на опыте, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма, меньше полной
Ученики сообщают свои результаты.
10
VI. Рефлексия.
Индивидуа-льная работа
Устали? Встаньте.
Изобразите рычаг на своем теле так, чтобы центром являлась голова.
Изобразите наклонную плоскость так, что верхняя точка будет палец правой руки, а нижняя – носочек левой ноги.
Изобразите блок, силы которого приложены к правой и левой руке.
Учитель: Назовите новые физические термины, с которыми вы познакомились сегодня.
Учитель: А полная?
Учитель: А полезная?
Учитель: Ребята, какая работа больше — полная или полезная?
Учитель: КПД= 70%. Что это значит?
Учитель: Рычагом мальчик поднимает груз. Назовите полезную и затраченную работу.
Учитель: Предлагаю вам выполнить небольшой тест
(Приложение 4)
Каждый правильный ответ оцените в 1 балл.
Ученик:
КПД всегда получается меньше 100%.
Что означает Аз > Ап.
меньше 100%
Ученики:
КПД, А полезная, А полная, этта
Полная работа — работа, приложенная, совершенной силой
Полезная работа — работа, совершенная по подъему грузов или преодолению какого-либо сопротивления.
Полная
Ученики выполняют тестовое задание.
В результате выполненного теста ученики отмечают у себя в тетрадях набранный балл (от 1 до 3 баллов).
11
VII. Заключительный этап
Оценки.
Учитель: Ребята выполним еще один небольшой мини-тест:
Ваш КПД сегодня на уроке
1. 100%
2.больше 100%
3. меньше 100%
4. 0%
Поднимите руки, кто поставил 100% ? Почему?
У кого КПД <100%?
Выполнили ли вы, поставленную цель сегодняшнего урока?
Подсчитаем количество баллов за урок.
14-15 баллов—оценка “5”
12-13————оценка “4”
Меньше 11—-оценка “3”
Учитель: Запишите домашнее задание. Параграф 65
Творческое домашнее задание:
1. Как увеличить КПД?
2. «Вечный двигатель» и его создатели
Спасибо за работу, активность и внимание, старание, терпение, а так же понимание!
Урок окончен. До свидания.
Ученик: да, мы узнали о характеристике простого механизма — КПД и научились его рассчитывать и определять на опыте.
Ученики записывают задание.
Коэффициент полезного действия машины постоянного тока
Дата публикации: .
Категория: Машины постоянного тока.
Общие положения
Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной, или отдаваемой, мощности P2 к потребляемой мощности P1:
(1) |
или в процентах
(2) |
Современные электрические машины имеют высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.). Так, у машин постоянного тока мощностью 10 кВт к. п. д. составляет 83 – 87%, мощностью 100 кВт – 88 – 93% и мощностью 1000 кВт – 92 – 96%. Лишь малые машины имеют относительно низкие к. п. д.; например, у двигателя постоянного тока мощностью 10 Вт к. п. д. 30 – 40%.
Рисунок 1. Зависимость коэффициента полезного действия электрической машины от нагрузки |
Кривая к. п. д. электрической машины η = f(P2) сначала быстро растет с увеличением нагрузки, затем к. п. д. достигает максимального значения (обычно при нагрузке, близкой к номинальной) и при больших нагрузках уменьшается (рисунок 1). Последнее объясняется тем, что отдельные виды потерь (электрические Iа2rа и добавочные) растут быстрее, чем полезная мощность.
Прямой и косвенный методы определения коэффициента полезного действия
Прямой метод определения к. п. д. по экспериментальным значениям P1 и P2 согласно формуле (1) может дать существенную неточность, поскольку, во-первых, P1 и P2 являются близкими по значению и, во-вторых, их экспериментальное определение связано с погрешностями. Наибольшие трудности и погрешности вызывает измерение механической мощности.
Если, например, истинные значения мощности P1 = 1000 кВт и P2 = 950 кВт могут быть определены с точностью 2%, то вместо истинного значения к. п. д.
η = 950/1000 = 0,95
можно получить
или
Поэтому ГОСТ 25941-83, «Машины электрические вращающиеся. Методы определения потерь и коэффициента полезного действия», предписывает для машин с η% ≥ 85% косвенный метод определения к. п. д., при котором по экспериментальным данным определяется сумма потерь pΣ.
Подставив в формулу (1) P2 = P1 — pΣ, получим
(3) |
Применив здесь подстановку P1 = P2 + pΣ, получим другой вид формулы:
(4) |
Так как более удобно и точно можно измерять электрические мощности (для двигателей P1 и для генераторов P2), то для двигателей более подходящей является формула (3) и для генераторов формула (4). Методы экспериментального определения отдельных потерь и суммы потерь pΣ описываются в стандартах на электрические машины и в руководствах по испытанию и исследованию электрических машин. Если даже pΣ определяется со значительно меньшей точностью, чем P1 или P2, при использовании вместо выражения (1) формул (3) и (4) получаются все же значительно более точные результаты.
Условия максимума коэффициента полезного действия
Различные виды потерь различным образом зависят от нагрузки. Обычно можно считать, что одни виды потерь остаются постоянными при изменении нагрузки, а другие являются переменными. Например, если генератор постоянного тока работает с постоянной скоростью вращения и постоянным потоком возбуждения, то механические и магнитные потери являются также постоянными. Наоборот, электрические потери в обмотках якоря, добавочных полюсов и компенсационной изменяются пропорционально Iа², а в щеточных контактах – пропорционально Iа. Напряжение генератора при этом также приблизительно постоянно, и поэтому с определенной степенью точности P2 ∼ Iа.
Таким образом, в общем, несколько идеализированном случае можно положить, что
или
где коэффициент нагрузки
Kнг = I / Iн = P2 / P2н | (6) |
Определяет относительную величину нагрузки машины.
Суммарные потери также можно выразить через kнг:
pΣ = p0 + kнг × p1 + kнг² × p2, | (7) |
где p0 – постоянные потери, не зависящие от нагрузки; p1 – значение потерь, зависящих от первой степени kнг при номинальной нагрузке; p2 – значение потерь, зависящих от квадрата kнг, при номинальной нагрузке.
Подставим P2 из (5) и pΣ из (7) в формулу к. п. д.
Тогда
(8) |
Установим, при каком значении kнг к. п. д. достигает максимального значения, для чего определим производную dη/dkнг по формуле (8) и приравняем ее к нулю:
Это уравнение удовлетворяется, когда его знаменатель равен бесконечности, т. е. при kнг = ∞. Этот случай не представляет интереса. Поэтому необходимо положить равным нулю числитель. При этом получим
Таким образом, к. п. д. будет максимальным при такой нагрузке, при которой переменные потери kнг² × p2, зависящие от квадрата нагрузки, становятся равными постоянным потерям p0.
Значение коэффициента нагрузки при максимуме к. п. д., согласно формуле (9),
(10) |
Если машина проектируется для заданного значения ηмакс, то, поскольку потери kнг × p1 обычно относительно малы, можно считать, что
p0 + p2 ≈ pΣ = const.
Изменяя при этом соотношение потерь p0 и p2, можно достичь максимального значения к. п. д. при различных нагрузках. Если машина работает большей частью при нагрузках, близких к номинальной, то выгодно, чтобы значение kнг [смотрите формулу (10)] было близко к единице. Если машина работает в основном при малых нагрузках, то выгодно, чтобы значение kнг [смотрите формулу (10)] было соответственно меньше.
Источник: Вольдек А. И., «Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений» – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.
Коэффициент полезного действия
Допустим, мы отдыхаем на даче, и нам нужно принести из колодца воды. Мы опускаем в него ведро, зачерпываем воду и начинаем поднимать. Не забыли, какова наша цель? Правильно: набрать воды. Но взгляните: мы поднимаем не только воду, но и само ведро, а также тяжёлую цепь, на которой оно висит. Это символизирует двухцветная стрелка: вес поднимаемого нами груза складывается из веса воды и веса ведра и цепи.
Рассматривая ситуацию качественно, мы скажем: наряду с полезной работой по подъёму воды мы совершаем и другую работу – подъём ведра и цепи. Разумеется, без цепи и ведра мы не смогли бы набрать воды, однако, с точки зрения конечной цели, их вес «вредит» нам. Если бы этот вес был бы меньше, то и полная совершённая работа тоже была бы меньше (при той же полезной).
Теперь перейдём к количественному изучению этих работ и введём физическую величину, называемую коэффициентом полезного действия.
Задача. Яблоки, отобранные для переработки, грузчик высыпает из корзин в грузовик. Масса пустой корзины 2 кг, а яблок в ней – 18 кг. Чему равна доля полезной работы грузчика от его полной работы?
Решение. Полной работой является перемещение яблок в корзинах. Эта работа складывается из подъёма яблок и подъёма корзин. Важно: поднятие яблок – полезная работа, а поднятие корзин – «бесполезная», потому что цель работы грузчика – переместить только яблоки.
Введём обозначения: Fя – сила, с которой руки поднимают вверх только яблоки, а Fк – сила, с которой руки поднимают вверх только корзину. Каждая из этих сил равна соответствующей силе тяжести: F=mg.
Пользуясь формулой A = ±( F||· l ) , «распишем» работы этих двух сил:
Aполезн = +Fя · lя = mя g · h и Aбесполезн = +Fк · lк = mк g · h
Полная работа складывается из двух работ, то есть равна их сумме:
Aполн = Aполезн + Aбесполезн = mя g h + mк g h = ( mя + mк ) · g h
В задаче нас просят вычислить долю полезной работы грузчика от его полной работы. Сделаем это, поделив полезную работу на полную:
Доля = | Aполезн | = | mя · g h | = | 18 кг | = | 18 кг | = 0,9 | ||
Aполн | ( mя + mк ) · g h | ( 18 + 2 ) кг | 20 кг |
В физике такие доли принято выражать в процентах и обозначать греческой буквой «η» (читается: «эта»). В итоге получим:
η = 0,9 или η = 0,9 ·100% = 90% , что то же самое.
Это число показывает, что из 100% полной работы грузчика доля его полезной работы составляет 90%. Задача решена.
Физическая величина, равная отношению полезной работы к полной совершённой работе, в физике имеет собственное название – КПД – коэффициент полезного действия:
η = | Aполезн | η – коэффициент полезного действия Aполезн – полезная работа, Дж Aполн – полная работа, Дж | |||
Aполн |
После вычисления КПД по этой формуле его принято умножать на 100%. И наоборот: для подстановки КПД в эту формулу его значение нужно перевести из процентов в десятичную дробь, поделив на 100%.
Механический коэффициент полезного действия
Механический коэффициент полезного действия, равный отношению среднего эффективного давления к среднему индикаторному, оценивает механические потери в двигателе:
Механический к. п. д. можно выразить и через мощности двигателя:
Таким образом, механический к. п. д. показывает в долях единицы или в процентах ту часть индикаторной мощности, которая передается на фланец коленчатого вала.
Анализ механических потерь в двигателе, выполненный нами ранее, позволяет сделать заключение, что значение механического к. п. д. двигателя зависит: от степени быстроходности двигателя, от величины давления газов цикла и динамики его изменения, от качества изготовления и сборки деталей двигателя, от качества смазочного масла, от теплового состояния двигателя и режима загрузки его, от мощности навешенных вспомогательных механизмов и от сопротивлений во впускной и выпускной системах двигателя.
При прочих равных условиях механический к. п. д. двигателя является функцией отношения среднего эффективного давления к максимальному давлению цикла; чем больше это отношение, тем выше механический к. п. д.
При уменьшении нагрузки на двигатель (сохраняя при этом число оборотов вала неизменным) мощность механических потерь Nmex примерно остается постоянной, а потому относительное ее значение возрастает и механический к. п. д. падает.
На рис. 105 приведены кривые изменения механического к. п. д. ?т при полной нагрузке (сплошные кривые) и при 30 % нагрузки (пунктирные кривые) двигателя с воспламенением от сжатия (кривая В; ? = 16) и двигателя с воспламенением от искры (кривая А; ? = 6). Данные кривые показывают, что при уменьшении нагрузки на двигатель при неизменном числе оборотов ?т значительно падает. Следует заметить, что при холостом ходе двигателя Ne== 0) из формулы (139а)
Таким образом, режим работы холостого хода можно охарактеризовать как режим, при котором механический к. п. д. равен нулю.
При одном и том же ре (как это видно из рис. 105) с увеличением числа оборотов двигателя (скоростная характеристика) ?т падает, что объясняется более интенсивным относительным ростом мощности механических потерь Nмех, чем эффективной мощности двигателя.
При работе двигателя с наддувом значение ?т изменяется в зависимости от системы и степени наддува. Если двигатель переводится на работу с газотурбинным наддувом, то, как показывают опытные данные, мощность механических потерь Nмех при этом остается неизменной. Обозначим отношение ?н = p?н / p?, (степень наддува), где ра — давление в цилиндре в начале сжатия без наддува, а р?н—с наддувом. Можно принять, что отношение Nin / Ni также равно ?н, где Nin — индикаторная мощность двигателя с наддувом, а Ni — без наддува.
Если двигатель имел до наддува механический к. п. д. т. ?m, то при газотурбинном наддуве он будет иметь:
Полученная формула показывает, что с повышением степени наддува при газотурбинном наддуве механический к. п. д. двигателя возрастает.
В том случае, когда газотурбонагнетатель кинематически связан с валом самого двигателя, отношение ?К = Nк / Ni может быть больше, меньше или равно отношению ?T = NT / Ni в зависимости от степени использования энергии отработавших газов двигателя. Здесь Nк — мощность, потребляемая наддувочным компрессором, а NT —мощность, развиваемая турбиной.
В этом случае, т. е. когда газотурбонагнетатель связан кинематически : валом двигателя, условный механический к. п. д. будет равен
где ?тд—механический к. п. д. собственно двигателя.
При ?T > ?К разность (?Т — ?К) называется положительным небалансом, а при ?т<?к(?к — ?Т) называется отрицательным небалансом.
Судовые дизели имеют следующие значения механического к. п. д.
КПД трансформатора: способы определения и формулы
Известно, что электрическая энергия передаётся на большие расстояния при напряжениях, превышающих уровень, используемый потребителями. Применение трансформаторов необходимо для того, чтобы преобразовывать напряжения до требуемых значений, увеличивать качество процесса передачи электроэнергии, а также уменьшать образующиеся потери.
Описание и принцип работы трансформатора
Трансформатор представляет собой аппарат, служащий для понижения или повышения напряжения, изменения числа фаз и, в редких случаях, для изменения частоты переменного тока.
Существуют следующие типы устройств:
- силовые;
- измерительные;
- малой мощности;
- импульсные;
- пик-трансформаторы.
Статический аппарат состоит из следующих основных конструктивных элементов: двух (или более) обмоток и магнитопровода, который также называют сердечником. В трансформаторах напряжение подаётся на первичную обмотку, и с вторичной снимается уже в преобразованном виде. Обмотки связаны индуктивно, посредством магнитного поля в сердечнике.
Наряду с прочими преобразователями, трансформаторы обладают коэффициентом полезного действия (сокращённо — КПД), с условным обозначением . Данный коэффициент представляет собой соотношение эффективно использованной энергии к потреблённой энергии из системы. Также его можно выразить в виде соотношением мощности, потребляемой нагрузкой к потребляемой устройством из сети. КПД относится к одному из первостепенных параметров, характеризующих эффективность производимой трансформатором работы.
Виды потерь в трансформаторе
Процесс передачи электроэнергии с первичной обмотки на вторичную сопровождается потерями. По этой причине происходит передача не всей энергии, но большей её части.
В конструкции устройства не предусмотрены вращающиеся части, в отличие от прочих электромашин. Это объясняет отсутствие в нём механических потерь.
Так, в аппарате присутствуют следующие потери:
- электрические, в меди обмоток;
- магнитные, в стали сердечника.
Энергетическая диаграмма и Закон сохранения энергии
Принцип действия устройства можно схематически в виде энергетической диаграммы, как это показано на изображении 1. Диаграмма отражает процесс передачи энергии, в ходе которого и образуются электрические и магнитные потери .
Согласно диаграмме, формула определения эффективной мощности P2 имеет следующий вид:
P2=P1-ΔPэл1-ΔPэл2-ΔPм (1)
где, P2 — полезная, а P1 — потребляемая аппаратом мощность из сети.
Обозначив суммарные потери ΔP, закон сохранения энергии будет выглядеть как: P1=ΔP+P2 (2)
Из этой формулы видно, что P1 расходуется на P2, а также на суммарные потери ΔP. Отсюда, коэффициент полезного действия трансформатора получается в виде соотношения отдаваемой (полезной) мощности к потребляемой (соотношение P2 и P1).
Определение коэффициента полезного действия
С требуемой точностью для расчёта устройства, заранее выведенные значения коэффициента полезного действия можно взять из таблицы №1:
Суммарная мощность, Вт | Коэффициент полезного действия |
---|---|
10-20 | 0,8 |
20-40 | 0,85 |
40-100 | 0,88 |
100-300 | 0,92 |
Как показано в таблице, величина параметра напрямую зависит от суммарной мощности.
Определение КПД методом непосредственных измерений
Формулу для вычисления КПД можно представить в нескольких вариантах:
(3)
Данное выражение наглядно отражает, что значение КПД трансформатора не больше единицы, а также не равно ей.
Следующее выражение определяет значение полезной мощности:
P2=U2*J2*cosφ2, (4)
где U2 и J2 — вторичные напряжение и ток нагрузки, а cosφ2 — коэффициент мощности, значение которого зависит от типа нагрузки.
Поскольку P1=ΔP+P2, формула (3) приобретает следующий вид:
(5)
Электрические потери первичной обмотки ΔPэл1н зависят от квадрата силы протекающего в ней тока. Поэтому определять их следует таким образом:
(6)
В свою очередь:
(7)
где rmp — активное обмоточное сопротивление.
Так как работа электромагнитного аппарата не ограничивается номинальным режимом, определение степени загрузки по току требует использования коэффициента загрузки , который равен:
β=J2/J2н, (8)
где J2н — номинальный ток вторичной обмотки.
Отсюда, запишем выражения для определения тока вторичной обмотки:
J2=β*J2н(9)
Если подставить данное равенство в формулу (5), то получится следующее выражение:
(10)
Отметим, что определять значение КПД, с использованием последнего выражения, рекомендовано ГОСТом.
Резюмируя представленную информацию, отметим, что определить коэффициент полезного действия трансформатора можно по значениям мощности первичной и вторичной обмотки аппарата при номинальном режиме.
Определение КПД косвенным методом
Из-за больших величин КПД, которые могут быть равны 96% и более, а также неэкономичности метода непосредственных измерений, вычислить параметр с высокой степенью точности не представляется возможным. Поэтому его определение обычно проводится косвенным методом.
Обобщив все полученные выражения, получим следующую формулу для вычисления КПД:
η=(P2/P1)+ΔPм+ΔPэл1+ΔPэл2, (11)
Подводя итог, следует отметить, что высокий показатель КПД свидетельствует об эффективно производимой работе электромагнитного аппарата. Потери в обмотках и стали сердечника, согласно ГОСТу, определяют при опыте холостого хода, либо короткого замыкания, а мероприятия, направленные на их снижение, помогут достичь максимально возможных величин коэффициента полезного действия, к чему и необходимо стремиться.
Интересное видео: КПД трансформатора 100%
Пути повышения эффективности предприятия
Экономическая эффективность деятельности предприятия — один из видов эффективности деятельности предприятия, представляет собой отношение полученного результата к затраченным материальным и финансовым ресурсам. Такая эффективность зависит, прежде всего, от рационального использования всех видов ресурсов с их структурой. Эти соотношения обусловлены в основном спецификой самого производства, технической оснащенности, уровнем развития технологий, организацией труда и соотношением интенсивных факторов производства к экстенсивным.На состояние структуры сильно влияют внешние факторы, такие как рынки ресурсов, спрос и предложение на определенный вид ресурса, цены на ресурсы и т. Д.
Процесс измерения запланированного или уже полученного уровня эффективности предприятия связан с определением критерия и формированием системы соответствующих показателей. Показатели эффективности предприятия разделены на несколько групп:
— общие показатели эффективности производства;
— показатели, отражающие эффективность организации и использования труда;
— показатели, характеризующие степень использования и распределения производственных фондов;
— показатели, отражающие эффективность использования всех финансовых ресурсов.
Совокупность мероприятий и мероприятий по повышению эффективности производственно-хозяйственной деятельности предприятия называют пути повышения эффективности деятельности предприятия. Основные пути повышения эффективности производства включают снижение трудоемкости и повышение производительности труда. Также к основным направлениям можно отнести рациональное и экономное использование ресурсов и сырья, снижение индекса капиталоемкости и повышение инвестиционной активности компании.
Пути повышения производительности предприятия предполагают внедрение научно-технического прогресса на предприятии, в том числе революционное переоснащение производственных фондов на основе последних научных достижений техники и технологий. Такие кардинальные изменения в технологии, мобилизация технических, организационных, социальных и экономических факторов позволят значительно повысить индекс производительности труда.
Способы повышения производительности предприятия также подразумевают использование режима экономии.Факторы экономии ресурсов должны иметь решающее значение для удовлетворения постоянно растущего спроса на топливо, сырье, материалы и энергию.
Кроме того, способы повышения эффективности деятельности предприятия также включают меры по более эффективному распределению и использованию основных ресурсов и средств организации. Очень важно максимально использовать производственный потенциал предприятия, следить за ритмом производства и максимально использовать производственное оборудование. Результатом этой деятельности станет ускоренный рост готовой продукции без ненужных вложений и вложений.
Важное место для повышения эффективностиОрганизационные и экономические факторы занимают организационные структуры. Также необходимо развивать социальную инфраструктуру и методы управления. Необходимо совершенствовать методы и формы управления, методы планирования, стимулирования, поощрения. Особое место в сокращении доли расходования ресурсов и интенсификации всей экономики организации принадлежит мерам по повышению уровня качества продаваемой продукции.Уровень качества продукции должен быть основополагающим фактором, который требует тщательного контроля.
полезная эффективность — это … Что такое полезная эффективность?
Эффективность — технический термин может означать: * Алгоритмическую эффективность, оптимизацию требований к скорости и памяти компьютерной программы * Эффективное использование энергии, полезная работа на количество энергии ** Эффективность преобразования энергии, желаемый выход энергии на …… Википедия
эффективность — 1590-е годы, способность достигать чего-то, от Л.efficientia (от efficientem; см.]), n.]), п. [Л. efficientia.] 1. Качество того, чтобы быть эффективным или производить эффект или эффекты; эффективная мощность; эффективное агентство. [1913 Webster] Манера… Международный коллаборативный словарь английского языка
КПД — Согласно Первому закону термодинамики КПД — это отношение работы или выходной энергии к работе или затраченной энергии, которое не может превышать 100 процентов. Эффективность согласно второму закону термодинамики определяется соотношением теоретических…… энергетических терминов
эффективность — Выполнение деятельности с оптимальным использованием ресурсов и минимальными отходами.В качестве одного из * трех E в операционном аудите Флинт (1988, 175, № 5) определяет эффективность как получение максимальной полезной отдачи от ресурсов, выделенных на…… Словарь аудитора
КПД — н. (pl. ies) 1 состояние или качество эффективности. 2 мех. & Физика отношение выполненной полезной работы к общему количеству затраченной энергии или потребляемого тепла. Фразы и идиомы: на шкале заработной платы эффективность не ограничивается одним баллом, требующим подтверждения…… Полезный английский словарь
эффективность — существительное (множественное число) Дата: 1633 г. 1.качество или степень эффективности 2. a. эффективная работа b. (1) эффективная работа, измеряемая путем сравнения производства с затратами (такими как энергия, время и деньги) (2) соотношение полезной энергии…… New Collegiate Dictionary
эффективность — 1. Получение желаемых эффектов или результатов с минимальными затратами времени, денег, усилий или навыков. 2. Мера эффективности; в частности, полезная выходная работа, деленная на вложенную энергию.квант e. SYN: квантовый выход… Медицинский словарь
эффективность — существительное (эффективности множественного числа) 1》 состояние или качество эффективности. 2》 технический: отношение полезной работы, выполняемой машиной или в процессе, к общей затраченной энергии или теплу в… Словарь новых терминов английского языка
10 способов повысить продуктивность и эффективность команды
Руководить командой, независимо от того, состоит она из 10 или 100 человек, никогда не бывает легко.Группирование разных типов людей с разными темпераментами часто может привести к конфликтам, недопониманию и может повлиять на производительность труда. Настолько, что это может свести вас с ума. Однако, если к вам отнестись немного тактично, вы можете заставить свою команду достичь великих профессиональных целей. Поместить их на одной странице — это другое дело, но заставить их работать в унисон для достижения общей цели — немалый подвиг.
Независимо от того, насколько продуктивна ваша команда, всегда есть несколько способов, которыми вы можете интегрироваться, чтобы вывести производительность на рабочем месте на совершенно новый уровень.
Перед тем, как прыгать по путям, давайте углубимся в то, что будет для нас действительно полезно. Чтобы лучше понять производительность и эффективность, как насчет того, чтобы дать им четкие определения, не так ли?
Эффективность означает уровень производительности, который описывает процесс, который использует наименьшее количество входов для создания наибольшего количества выходов.
С другой стороны, производительность — это средний показатель эффективности производства.Его можно выразить как отношение выходов к входам, используемым в производственном процессе.
Теперь, без лишних слов, давайте обсудим различные способы, которыми руководители могут повысить производительность и эффективность своей команды.
Вот 10 способов повысить продуктивность ваших команд:
1. Предоставьте членам вашей команды право собственности
Лучшие лидеры в бизнесе понимают силу владения. Предоставление ответственности членам команды ничего не значит, кроме как позволить им принимать свои собственные решения и сделать их ответственными за свою работу.
Когда вы заставляете члена команды отвечать за свою работу, это пробуждает в нем чувство ответственности за свою работу. Он начинает по-другому смотреть на свою работу, так что его решения могут влиять на производительность всей команды.
Теперь передача права собственности может принимать различные формы, например, руководство проектом, выполнение задачи и т. Д. Это показывает, что вы доверили ему и его способностям выполнить конкретную работу. И когда вы делаете это, вы понимаете, что нет ничего более мощного, чем повышение самооценки в вашей организации.
2. Установите коммуникационные ожидания
Коммуникация — один из ключевых факторов, который в значительной степени способствует продуктивности команды. Без эффективного общения бизнес терпит неудачу. Потому что отсутствие общения приводит к недопониманию, и это порождает множество неудач.
Многие успешные предприятия процветают благодаря эффективному общению. Теперь задача менеджера проекта — обеспечить эффективное общение в команде. Коммуникация играет большую роль в том, чтобы помочь членам команды понять свои должностные обязанности.И, если есть какой-либо разрыв в общении, это может привести к множественной путанице в команде, что наверняка повлияет на общую производительность команды. Если вам нужно принять на работу новых сотрудников, провести обучение сотрудников или иметь место для хранения важной информации, подумайте о создании онлайн-курса, чтобы все были согласованы. Thinkific — это платформа онлайн-курсов, где вы можете настроить свой курс в соответствии с потребностями вашего бизнеса и команды.
Начните эффективно управлять своими командами и проектами с ProofHub!
3. Знайте сильные и слабые стороны членов вашей команды
У каждого человека есть некоторые таланты и скрытые дары, которые можно использовать с пользой. Таким образом, обязанностью менеджера или руководителя группы становится раскрыть эти таланты и держать их в уме, распределяя между ними задачи. Знание их навыков — основа продуктивной команды.
Например, если кто-то в команде любит мыслить нестандартно, вы можете заставить его предлагать творческие идеи клиенту (ам).Зная тот факт, что члены команды наилучшим образом используют свои знания, опыт и таланты, они с нетерпением ждут возможности внести свой вклад на рабочем месте.
Заставив их использовать свои сильные стороны, вы сделаете ваше рабочее место лучше и продуктивнее, чем раньше.
4. Включите некоторые упражнения по построению команды
Продуктивность команды во многом зависит от духа товарищества между членами команды. Если члены команды ладят друг с другом, знают о сильных и слабых сторонах, рабочее место автоматически становится более счастливым местом.Если члены команды довольны изнутри, продуктивность и эффективность команды автоматически вырастут.
Когда в одной команде работают разные люди, существует вероятность, что не все будут нравиться друг другу. Чтобы победить вражду между членами команды, вы можете включить некоторые упражнения по построению команды. Это не только добавит веселья, но и смахнет любые недовольства и недопонимания между членами команды.
5. Используйте программное обеспечение для управления проектами
В наши дни никто не может отрицать ту роль, которую программное обеспечение для управления проектами в режиме онлайн играет в повышении командной работы и производительности.Наличие подходящего инструмента управления проектами на вашей стороне может помочь в эффективном управлении работой и расширении сотрудничества между членами команды.
Например, ProofHub — это одно из таких онлайн-программ для управления проектами, которое объединяет членов вашей команды, проекты и клиентов в одном месте. Благодаря таким функциям, как обсуждения и групповой чат, вы можете поднять свою продуктивность на совершенно новый уровень.
6. Хорошая рабочая среда
Рабочая среда и инфраструктура вносят важный вклад в повышение эффективности и производительности команды.Согласно недавнему исследованию, физическая среда сильно влияет на то, как сотрудники чувствуют, думают и работают на рабочем месте.
В связи с этим многие организации уделяют внимание дизайну своих офисных интерьеров. Они обязательно включают яркое освещение, удобную расстановку мебели и прикосновение к природе с помощью растений и цветов. Помимо физического окружения, среда в офисе также влияет на продуктивность команды. Доминирующий начальник, снисходительные сотрудники и офисная политика могут снизить общую производительность и эффективность организации.
7. Предоставьте им стимулы
Сотрудники работают лучше всего, когда им дается причина для этого — возможно, денежная. Они хотят, чтобы их усилия были оценены по достоинству, и предпочитают, чтобы их боссы немного больше, чем «виртуальные похлопывания по плечу». Вот почему многие работодатели предпочитают внедрять программы мотивации, чтобы поддерживать мотивацию своих сотрудников.
Согласно недавнему исследованию, 85% сотрудников чувствовали себя более мотивированными, когда предлагали поощрение.Эти стимулы могут быть в форме наличных денег, бесплатных ваучеров, оплачиваемого отпуска, дополнительного свободного времени, обедов и т. Д. Менеджеры, надеюсь, вы делаете заметки 😉
8. Убирайтесь с дороги
Каждый сотрудник или член команды работает лучше всего, когда им предоставляется среда, в которой они могут делать все «по-своему». Большинство сотрудников, как правило, теряют интерес, как только ими управляют начальство или менеджеры.
Один из многих способов преодолеть это — создать отличную команду.Четко определите для них их должностные обязанности и свои ожидания. Теперь отойдите с их пути и позвольте им работать самостоятельно. В то же время будьте доступными, чтобы, если у кого-то из вашей команды возникнет вопрос, им не пришлось дважды думать, чтобы развеять свои сомнения. Всегда доверяйте своей команде с полной уверенностью. Это еще больше укрепляет их уверенность в себе, что помогает им проявлять свои лучшие способности.
9. Хвалить хорошо выполненную работу
В то время как у разных сотрудников разные вещи работают на повышение их производительности и эффективности на работе.Но для многих из них это так же просто, как признание их усилий. Вы знаете, что ничто не может повысить производительность, если сотрудник чувствует, что его вклад недостаточно ценится. В то время как ценить их перед всей командой можно творить чудеса. Этот публичный акт признательности вместо виртуальных поздравительных слов вдохновляет других в команде делать все возможное. Это способствует формированию здоровой рабочей культуры в организации, что будет способствовать повышению производительности команды.
10. Дайте друг другу обратную связь
Последний, но самый важный пункт в списке — введение процесса обратной связи в команде. Нет никакой надежды на повышение эффективности сотрудников, если они изначально не подозревают о своей неэффективности. Вот почему обзоры производительности и конструктивная обратная связь необходимы для повышения производительности команды. Знакомство с областями возможностей побудит членов команды внести некоторые изменения в свой стиль работы.
Когда вы закончите давать им отзывы, спросите их, что вы могли бы сделать, чтобы помочь им стать лучше. Может быть, они хотели бы получить немного больше указаний по определенным задачам или предпочли бы немного больше места для творческой свободы.
Это поощряет культуру открытого диалога, которая сделает будущее сотрудничество проще, чем раньше.
Командная продуктивность похожа на выпечку торта, когда нужно собрать и сложить нужные ингредиенты (членов команды). Чтобы ваши команды работали лучше всех, требуется хорошо перемешанное тесто из разных ингредиентов.
В целом, нет единого способа дать вашим командам возможность работать более продуктивно; скорее небольшими и постоянными способами вы можете заложить основу продуктивной среды. Предоставляя сотрудникам постоянную поддержку, обратную связь и поощрение, вы увидите огромный рост показателя производительности. Вышеупомянутые способы помогли нам сделать ProofHub счастливым, продуктивным и продуктивным рабочим местом .
Надеемся, вам понравится эта статья, и ваши команды станут более продуктивными и эффективными.Мы хотели бы знать, какие методы или приемы вы используете для повышения производительности своих команд. Вы можете поделиться своими мыслями и советами в разделе комментариев ниже.
Хотите лучше управлять работой и повышать производительность ?? Перейти на ProofHub!
Если вам понравился этот пост, вам понравятся и эти —
- 10 проверенных стратегий, которые вдохновят ваши команды на действия после встреч
- 11 лучших инструментов для совместной работы в Интернете в 2017 году для бизнес
- Что такое совместная работа на рабочем месте? Привычки организаций с высокой степенью сотрудничества
- Используйте эти 5 техник мозгового штурма, чтобы произвести мощные идеи!
Вартика Кашьяп — директор по маркетингу в ProofHub и был одним из лучших участников LinkedIn в 2018 году.Ее статьи вдохновлены офисными ситуациями и рабочими событиями. Ей нравится писать о продуктивности, построении команды, культуре работы, лидерстве, предпринимательстве среди прочего, а ее вклад в улучшение рабочего места заставляет ее кликать.
Подпишитесь на ProofHub
Получайте самые свежие сообщения прямо на ваш почтовый ящик.
-A-
-B-
-C-
-E-
-F-
-H-
-I-
-К-
-L-
-M-
-N-
-P-
-Q-
-R-
-S-
|
efficiency — Wiktionary
English[edit]
Etymology[edit]
From Latin efficientia .
Произношение [править]
Существительное [править]
КПД ( счетное и несчетное , множественное КПД )
- Насколько эффективно время используется для выполнения поставленной задачи.
- Антонимы: неэффективность, расточительность
эффективность планового отдела плачевна.
- 2012 7 сентября, Фил МакНалти, «Молдова 0-5 Англия», в BBC Sport [1] :
Отображение и результат должны быть помещены в контекст, который был это было против команды, которая полностью соответствовала своему мировому рейтингу ФИФА 141 — но Англия выполнила работу с эффективностью , зафиксировав свою самую большую выездную победу за 19 лет.
- (датированный) Качество создания эффекта или эффектов.
- 1594 , Ричард Хукер, Закона о церковной политике
- Способ этой божественной эффективности намного выше нас.
- 1594 , Ричард Хукер, Закона о церковной политике
- Степень, в которой ресурс, например электричество, используется по назначению; отношение полезной работы к затраченной энергии.
- Антонимы: неэффективность, расточительность
КПД этого громкоговорителя составляет 40%.
- (США) Однокомнатная квартира.
- Синонимы: экономия, квартира (Великобритания, Ирландия)
У меня есть efficiency , доступный с июня по июль.
полностью оборудованная эффективность
Hyponyms [править]
Производные термины [править]
Связанные термины [править]
Переводы [править]
степень использования времени
степень использования ресурса по назначению
- Приведенные ниже переводы необходимо проверить и вставить выше в соответствующие таблицы переводов, удалив все цифры.