Hiệu suất là gì? Đây là một khái niệm thường xuyên được bắt gặp trong các lĩnh vực khoa học tự nhiên và thậm chí cả trên tem mác của các sản phẩm điện tử trong đời sống hàng ngày. Vậy bạn có thực sự hiểu bản chất và cách tính giá trị của khái niệm này? Hãy cùng Kiến thức máy móc tìm hiểu về hiệu suất trong bài viết dưới đây nhé!
Hiệu suất là gì?
Trên thực tế có rất nhiều khái niệm hiệu suất trong các lĩnh vực khác nhau. Các khái niệm này đều có sự giống và khác nhau nhất định. Trước tiên chúng ta cần hiểu được ý nghĩa cốt lõi của hiệu suất là gì nói chung trước khi đi sâu vào các khái niệm hiệu suất khác nhé.
Hiệu suất là khả năng hoạt động một cách có ích của vật cần xét. Đây là đại lượng đặc trưng biểu thị cho khả năng tránh lãng phí năng lượng, thời gian và chi phí của vật. Đây chính là thước khả năng thực hiện được lượng công việc trên thực tế so với tính toán ban đầu. Hiệu suất càng cao thì khả năng làm việc của vật càng hiệu quả. Điều này cũng đồng nghĩa với việc có càng ít năng lượng, vật liệu và chi phí bị hao phí.
Hiệu suất được ký hiệu bằng chữ cái η trong bảng chữ cái Hy Lạp. Ký hiệu này được đọc là Eta
Hiệu suất là một đại lượng vô cùng quan trọng. Nghiên cứu hiệu suất sẽ giúp ta tìm ra các yếu điểm gây lãng phí năng lượng và vật liệu. Từ đó, có thể tiến hành cải tiến khả năng làm việc, tối ưu hóa chi phí.
Hiệu suất vật lý
Vật lý là một trong những lĩnh vực sử dụng nhiều nhất khái niệm hiệu suât.Hiệu suất vật lý là một khái niệm được sử dụng để tính toán các chi phí, năng lượng để tránh tình trạng lãng phí năng lượng và tiền bạc. Một số hiệu suất vật lý tiêu biểu được ứng dụng trong đời sống là hiệu suất nguồn điện, hiệu suất của các thiết bị điện, …
Một số hiệu suất vật lý ta có thể kể tới như:
- Hiệu suất nguồn điện giúp ta xác định được lượng điện năng hao phí
- Hiệu suất chuyển đổi năng lượng giúp ta xác định được lượng năng lượng hao phí trong quá trình chuyển đổi
- Hiệu suất cơ học giúp ta xác định được công hao phí trong quá trình tác động lực
- Hiệu suất nhiệt giúp ta xác định được tỉ lệ công được thực hiện để tiêu thụ nhiệt lượng
Công thức tính hiệu suất vật lý cơ bản
Công thức tính hiệu suất vật lý cơ bản sẽ có dạng:
Trong đó:
H là hiệu suất vật lý
A1 là công có ích (J)
A là công toàn phần (J)
Công thức tính hiệu suất của nguồn điện
Hiệu suất của nguồn điện là tỉ số giữa hai đại lượng là điện năng tiêu thụ có ích và tổng lượng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và mạch trong. Hiệu suất của nguồn điện giúp ta có thể đánh giá được nguồn điện có đang hoạt động hiệu quả hay không.
Công thức tính hiệu suất của nguồn điện tương tự với công thức tính hiệu suất vật lý cơ bản. Công thức được thể hiện như sau:
Trong đó:
H là hiệu suất của nguồn điện
A1 là điện năng tiêu thụ có ích (J)
A là tổng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và mạch trong (J)
Công thức tính hiệu suất máy biến áp
Khái niệm
Hiệu suất của Máy biến áp chính là tỉ số giữa công suất vào và đi của máy. Theo các lý thuyết về mối liên hệ giữa hệ số công suất và tải của máy biến áp, ta có giá trị của hiệu suất máy biến áp có thể được xác định bằng cách tính tỉ số của công suất vào và ra của máy biến áp.
Công thức tính
Tuy nhiên, để tính được hiệu suất của Máy biến áp theo cách trên tương đối khó khăn. Công suất ra và vào của máy biến áp đều rất lớn và gần như không chênh lệch nhiều nên việc đo lường và xác định hai đại lượng này gần như là không thể. Nguyên nhân của việc này là do tổn thất trong máy biến áp rất thấp. Chính vì vậy, người ta sẽ tính hiệu suất máy biến áp bằng cách tính toán giữa trên giá trị của tổn thất trong máy biến áp.
Công thức tính hiệu suất máy biến áp được xác định như sau:
Ngoài ra, bạn cũng có thể áp dụng công thức sau để tính hiệu suất máy biến áp:
Trong đó:
η là hiệu suất của máy biến áp
Pin, Pout là công suất vào và ra của máy biến áp
Pth là hiệu suất tổn hao của máy biến áp
Pcu, Pfe là hiệu suất tổn hao của đồng và sắt
Lưu ý các đơn vị công suất trong công thức tính phải tương đồng (W, kW, …). Công suất tổn hao trong máy biến áp có thể tính bằng tổng của tổn hao đồng và tổn hao sắt. Hai đại lượng này có thể được xác định bằng hai thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm không tải giúp xác định tổn thất sắt
- Thí nghiệm ngắn mạch xác định tổn thất đồng
Công thức tính hiệu suất năng lượng
Hiệu suất năng lượng là một chỉ số thường xuyên xuất hiện trên nhãn của các thiết bị gia dụng sử dụng điện trong gia đình. Đây là chỉ số giúp bạn có thể xác định được khả năng tiết kiệm điện năng của sản phẩm. Hiệu suất năng lượng thường được thể hiện dưới hai thang đánh giá là EER và CSPF.
Hiệu suất năng lượng thường được đánh giá bằng cách tính điện năng tiêu thụ để thực hiện một hành động nhất định. Hiệu suất sau khi tính sẽ được so sánh với hiệu suất năng lượng tối đa để thực hiện hành động tương tự. Từ đó, sản phẩm sẽ được tính điểm để đánh giá mức độ tiết kiệm điện.
Hiệu suất năng lượng của sản phẩm càng gần với hiệu suất năng lượng tối đa thì điểm EER hoặc CSPF của nó càng cao. Tuy nhiên không phải sản phẩm nào có điểm EER hoặc CSPF càng cao có nghĩa là càng tiết kiệm điện. Đối với những sản phẩm như máy giặt và bình nước nóng, bạn nên tìm sản phẩm có hiệu suất năng lượng càng thấp mới càng tiết kiệm điện.
Hiệu suất phản ứng
Khi học tập và nghiên cứu các phương trình hóa học, những tính toán về lượng sản phẩm tạo thành đều mang tính lý thuyết. Điều này chỉ xảy ra khi phản ứng diễn ra trong môi trường lý tưởng. Chính vì vậy, các thí nghiệm thực hiện ở môi trường tự nhiên thường không xảy ra hoàn toàn.
Khái niệm
Ta có thể hiểu đơn giản, hiệu suất phản ứng chính là tỉ lệ phản ứng theo phương trình và trên thực tế. Nằm được hiệu suất này sẽ giúp bạn tính toán được khối lượng các chất cần thiết để nhận được sản phẩm đúng và đủ theo yêu cầu. Từ đó, hạn chế tối đa việc lãng phí năng lượng, tiền bạc và thời gian
Cách tính hiệu suất phản ứng
Công thức hiệu suất phản ứng được trình bày như sau:
Trong đó:
H là hiệu suất phản ứng
mtt là khối lượng sản phẩm thực tế (g)
mlt là khối lượng sản phẩm trên lý thuyết (g)
Hiệu suất sinh thái
Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ chuyển hóa năng lượng được xác định dựa theo các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái. Các loài vật sẽ được sắp xếp vào các bậc dinh dưỡng khác nhau với hiệu suất sinh thái của mỗi bậc sẽ thường đạt mức 10% so với hiệu suất của bậc liền trước.
Hiệu suất sinh thái sẽ được tính bằng hai công thức sau:
Trong đó:
eff là hiệu suất sinh thái (%)
Ci là bậc dinh dưỡng i
C(i+1) là bậc dinh dưỡng i + 1
Hoặc bạn có thể sử dụng công thức dưới đây để tính hiệu suất sinh thái:
Bài viết trên đây của chúng tôi đã giới thiệu tới bạn khái niệm hiệu suất là gì trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hy vọng bạn đã hiểu hơn về khái niệm khoa học thú vị này. Nếu bạn muốn biết thêm nhiều kiến thức khác về khoa học kỹ thuật, đừng quên truy cập vào website Kiến thức máy móc mỗi ngày nhé!
Xem thêm:
-
Công suất tỏa nhiệt là gì? Các khái niệm liên quan cần nắm vững
-
-
Hệ số công suất là gì? Công thức tính toán và ý nghĩa của hệ số công suất
-
Điện tử công suất là gì? Nhiệm vụ, phân loại và ứng dụng thực tế
-
Sò công suất là gì? Các loại sò công suất và ứng dụng thực tế
-
Cục đẩy công suất là gì? Phân loại, tác dụng và cách đấu nối
